Горизонтальный медный провод круглого сечения диаметром 10 мм находится в воздухе и охлаждается за счет естественной конвекции. Температура воздуха вдали от провода . Определить максимальную силу электрического тока, при которой температура поверхности

Добавлена: 08.05.2026
Обновлена: 08.05.2026
Предмет: Теплоэнергетика и теплотехника
Автор: Кэмп

#Теоретические основы теплотехники
#Теплообменные устройства

Условие:

Горизонтальный медный провод круглого сечения диаметром 10 мм находится в воздухе и охлаждается за счет естественной конвекции. Температура воздуха вдали от провода $20^{\circ} \mathrm{C}$ . Определить максимальную силу электрического тока, при которой температура поверхности провода не превысит $80^{\circ} \mathrm{C}$ . Какая при этом будет температура на оси провода и какое количество тепла будет уходить в воздух с 1 m провода за единицу времени? Удельное электросопротивление меди 0.0175 Ом•мм ${ }^{2} / \mathrm{m}$ . Как изменятся ответы предыдущей задачи, если вместо естественной конвекции применить принудительное охлаждение провода поперечным потоком сухого воздуха? Скорость и температура набегающего потока воздуха равны $2 \mathrm{~m} / \mathrm{c}$ и $20^{\circ} \mathrm{C}$ .

Решение:

──────────────────────────────

Исходные данные и начальные вычисления

Мы имеем медный провод круглого сечения с диаметром
d = 10 мм = 0,01 м.
Площадь поперечного сечения:
S = (π·d²)/4 = π·(0,01²)/4 = (π·10^(–4))/4 ≈ 7,85·10^(–5) м².

Удельное сопротивление меди дано как
ρ = 0,0175 Ом·мм²/м.
При работе с площадью, выраженной в мм², удобно заметить, что площадь в мм² равна
S_mm² = (π·(5)²) ≈ 78,54 мм².
Таким образом сопротивление на 1 м длины провода:
R₁ = ρ/S_mm² = 0,0175 / 78,54 ≈ 0,0002227 Ом/м.<br...