Лабораторная работа: Охлаждение изолированного провода
Цель лабораторной работы – изучение процесса охлаждения изолированной жилы. Задачей лабораторной работы является исследование влияния параметров технологического режима охлаждения изолированной жилы на процесс охлаждения с применением метода математического моделирования и численных методов.
Цель данной лабораторной работы заключается в определении температурного поля в сечениях проводника и изоляции с целью выбора рационального режима охлаждения, т.е. правильного выбора скорости изолирования V0, длины охлаждающей ванны и температуры воды в секциях охлаждающей ванны.
| Vo, м/мин | Ттпж , ˚С | Тиз , ˚С | Rтпж , мм | Rиз , мм | Т1 , ˚С | Т2 , ˚С | Т3 , ˚С |
| 45 | 20 | 250 | 1,825 | 3,3 | 80 | 60 | 20 |
| Λи , | Λж , | Ρи , кг/м3 | Ρж , кг/м3 | Си , Дж/кг×°С | Сж , Дж/кг×°С |
| 370 | 0,18 | 770 | 9210 | 1940 | 305 |
1,  | 2, | 3, |
| 1000 | 1500 | 2000 |
Теоретические сведения
Для определения температурного поля в сечении проводника и изоляции существуют несколько моделей, рассмотрим некоторые из них.
Модель №1
Геометрия изолированной жилы представлена на рис. 1.
Рис. 1. Геометрия изолированной жилы
Допущения данной модели:
– процесс стационарный;
– теплофизические параметры постоянны;
– диффузией тепла в направлении оси z можно пренебречь;
– температура жилы не изменяется.
Уравнение энергии будет иметь вид:
(1)
Граничные условия:
где Тпр – температура жилы провода; Тср – температура воды в охлаждающей ванне.
Начальные условия:
где Твых – температура изоляции на выходе из кабельной головки.
Для решения данной задачи воспользуемся методом конечных разностей. Выберем равномерную сетку по z и r:
Аппроксимируем производные и получим:
(2)
С учётом выражений (2) выражение (1), граничные и начальные условия будут иметь вид:
(3)
Преобразуем выражения (3):
, (4)
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--