Условие задачи
По ленте из нихрома толщиной 2 мм, шириной 0,5 мм течет ток плотностью 2 · 103 А/м2. Лента обдувается потоком воздуха с температурой 20℃, коэффициент теплоотдачи от ленты к воздуху α=250 Вт/(м2∙К).
Определить допустимую толщину изоляции с коэффициентом теплопроводности λиз=0,15 Вт/(м ∙ К), если температура ленты не должна превышать 75℃.
Свойства нихрома: удельное сопротивление ρ=1,25 ∙ 10-6 Ом ∙ м, теплопроводность λ=20 Вт/(м ∙ К)
Ответ
Тепловыделяющие элементы характеризуются наличием источников теплоты, равномерно распределенных по объему.
1. При прохождении электрического тока по проводнику длиной l=1 м значение теплового потока Q определяется по формуле :
Q=I2*Rэл , где Rэл=элl/f -сопротивление провода.
f=b=210-3 0,510-3= 10-6 м2- сечение провода.
2. Поверхность 1 м провода, выделяющего тепло, до нанесения изоляции составляет
F=2(+b)1=2(2+0,5)10-31=510-3м2.
3. Сила тока I =2103 510-31=10 А
4. Тепловой поток с поверхности 1 м провода
Q=I2*Rэл/l= I2*элl /f=(10)21,2510-6 /10-6 =125 Вт
