Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Борисенко А.И. Аэродинамика и теплопередача в электрических машинах

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
17.94 Mб
Скачать

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

А

Автомодельность 94 Аксиальная система вентиля­

ции 237 Анализ размерностей 71

Аналогия между трением и теп­ лообменом 63, 72

Аэродинамическая схема венти­ ляции закрытого асинхрон­

ного

двигателя

18, 227, 231

— — — защищенного

асин­

хронного

двигателя

352

----------- машины

постоянного

тока 224, 237, 241, 445, 453,

460,

466,

472

 

16,

----------- турбогенератора

245

 

 

 

 

Б

Баланс тепловой 291, 309, 459 Барометрическое давление 133 Безразмерные комплексы 70

В

Вентиляторы осевые 18, 453

— центробежные 227 Вентиляционные расчеты 205,

220, 222, 224, 226, 234

Вентиляция аксиальная 15,237, 460

вытяжная 15, 16

естественная 143

нагнетательная 15, 16

независимая 16

радиальная (встречная и со­ гласная) 16, 466

Взрывобезопасный двигатель 18 Влияние температуры и давле­ ния на нагрев обмоток 394 Внутренние источники тепла 7,

150

Водород, воздух, вода (тепло­ носители) 14, 23, 132

Водородное охлаждение 14, 23, 132, 137, 504

Водяное охлаждение 14, 123, 132, 137, 504

Воздухо-воздушный теплооб­ менник 193

Воздушное охлаждение 14, 23. 132, 137, 504

Вязкий подслой 32 Вязкость 29, 32

Г

Газовая постоянная 395 Гидравлический диаметр 75, 97,

98, 103, 111

Гидравлическое сопротивление каналов 29, 92, 206, 211, 519

— — пучков труб 519

------- теплообменников 519 Градиент температуры 26, 28 Граничные условия 60, 62

Д

Давление

гидродинамическое

40

 

 

40

 

— гидростатическое

по­

Двухмерное

температурное

ле в статоре

асинхронного

двигателя

с подрезанными

внизу ребрами

охлаждения

183

 

 

полюсе

— -----------главном

без компенсационной обмот­

ки 491

 

 

якоре

с

----------------гладком

аксиальной вентиляцией

460

------------ неявнополюсном роторе синхронного генера­ тора с косвенным охлажде­ нием обмотки 432

------- непакетированном сердечнике статора асин­

хронного двигателя 366

---------------- ------- синхронной машины с аксиальной систе­ мой охлаждения 421

------- — — пакетированном сердечнике статора асин­ хронного двигателя 299

— — --------— — синхрон­ ных машин 400

552

Двухмерное температурное по­ ле в ребрах охлаждения 168

------ — якоре с компенса­ ционной обмоткой 491

------- —■— радиальной вентиляцией 466

Дифференциальное уравнение движения 29, 35

— сплошности 34

— теплопроводности 25

------- энергии 38

Добавочные потери 12 Допустимая температура 254

Е

Единицы измерения, соотноше­ ния между единицами 61, 132, 133

Ж

Жидкость охлаждающая 132, 134, 137, 504

3

Закон Дарси 29 —■Кирхгофа 60

Ламберта 59

Ньютона 25, 26 —■Планка 58

Пуазейля 57

сохранения массы 33, 34

— энергии 38

—Стефана—Больцмана 57

— Фурье 25

И

Излучение 56,'59 Изоляционные материалы 78 Изотермическая поверхность 28 Изотермическое течение в тру­

бах и каналах 93 Интегралы дифференциальных

уравнений 60 Источники тепла 7

К

Каналы вентиляционные, осе­ вые, радиальные 525, 529

Классы изоляции 502 Коллектора нагрев 502 ■Компенсационная обмотка 491 Конвективный теплообмен 92 Конвекция вынужденная 91,

101

— естественная 140 Константа подобия 65

Коэффициент гидравлического сопротивления 92, 519

динамической вязкости 29

заполнения паза 82

------- пакета 81

излучения абсолютно черно­ го тела 56

качества ребра 172, 182

кинематической вязкости 42

местного сопротивления 93

— неравномерности

нагрева

377

 

— распределения темпера­ туры 377

обдува лобовых частей 282, 455

объемного расширения от температуры 55

оребрения 146

отражения 56

подогрева среды 56

полезного действия 80

поперечной теплопроводно­ сти пакета 90, 91, 515

преломления 56

продольной теплопроводно­ сти 90, 515

сопротивления трения 93

температуропроводности 66

теплоотдачи 97

— в зазоре между статором и ротором асинхронного двигателя 122

— — кольцевых и асимме­ трично нагреваемых кана­ лах 102

---------— коротких щелевых ка­

налах полюса

109

 

■-----------

лобовых частях и по­

люсных

катушках

статора

106

 

 

 

частях

— — — межреберных

статора

обдуваемого двига­

теля

ПО

 

 

 

-------—

межтрубном

прост­

ранстве

распределенного

теплообменника

200

 

-------— осевых

радиальных

каналах и поверхностях ро­

тора

113, 121

 

 

-----------

подпазных

каналах

статора

101

 

 

— ------пучках труб при ко­ ридорном и шахматном рас­ положении 199

553

Коэффициент теплоотдачи в радиальных каналах стато­ ра 105

-------— синхронных машинах

131

-------между полюсами и яко­ рем машины постоянного то­ ка 131

------- при закрученных пото­ ках 105

----------- ламинарном течении

101, 105, 107, 112, 122, 138

------- — свободной конвекции

140

------- — турбулентном течении

97, 98

-------через жидкостные про­ слойки в ограниченном про­ странстве 138

— теплопередачи 62, 93, 112, 145

теплопроводности в много­ слойной стенке 76

— ----- однослойной

стейке

25,

75,

77,

81,

89

 

-------жидкостной

прослойки

139

 

 

композиции

-------80

заливочной

изоляции

обмотки 78

-------

— композиции из листовой стали, проводов и изоляции

87

------- пазовой и лобовой ча­ стей 81, 86

------- пучков эмалированных проводов 84

— составной стенки 76, 77

— эквивалентный 77, 78

------- электротехнической ста­ ли 89

турбулентного обмена 284, 337

эффективности оребрения

172, 180

Л

Ламинарный подслой 42, 48

— режим течения 43 Линейная плотность теплового

потока 148

М

Машины асинхронные большой мощности 252

-------малой и средней мощно­ сти 226

— синхронные 244 Метод температурного поля

259

тепловых параметров 255

эквивалентных тепловых схем 257

Н

Нагрев 7, 54, 279, 289, 362

в режиме короткого замы­ кания 350

Нагревостойкость изоляции 252, 500

Напор вентилятора 207 Напряжение трения 29, 45 Начальные условия 61 Непосредственное охлаждение

обмотки статора 414, 421

О

Объем удельный 40 Объемный расход охлаждаю­

щей среды 21 Одномерная задача теплопере­

дачи' 156 Одномерное распределение тем­

пературы в закрытых элек­

 

тродвигателях

с радиальной

 

вентиляцией 306,

308

384

----------------

роторе 377,

------ — сердечниках

и об­

 

мотках

статора

взрывоза­

 

щищенных асинхронных ма­

 

шин с аксиальной вентиля­

 

цией 256

 

 

 

 

 

-------- —

по

 

высоте

круговых

ребер

165

 

 

 

ребра

------ — — прямого

 

с минимальным сечением 158

------- --------------------

треуголь­

 

ного и трапециевидного се­

 

чения

162

 

 

 

 

----------------—

ребер

охлажде­

 

ния 156

длине ребер

166

----------------

-----------

 

проводников с

непо­

 

средственным

охлаждением

 

в шунтовых,

добавочных и

 

сериесных

катушках ■ 491,

 

498

 

 

 

 

 

 

— ---------- прямоугольного се­ чения 157, 159

— ------- при неравномерном нагреве обмотки статора закрытого асинхронного двигателя 370

554

Оптимальное оребрение 328

соотношение в ребрах ох­ лаждения 172, 180, 328

Осреднение по объемному рас­ ходу 75

------- пространству 51

— сечению 75

-------теплосодержанию 74 Охладители 519

воздушные 193

пристроенные 18

трубчатые, распределенные

18

Охлаждение в замкнутом цик­ ле 13, 18

искусственное 15

каналов воздухом 16

маслом 23

Оценка систем охлаждения 18

П

Пакет статора 401 Перепад давлений 29, 40

Плотность интегрального излу­ чения абсолютно черного тела 58

Повышение допускаемой тем­ пературы 500, 503

Пограничный слой 32, 42

-------ламинарный 31, 42, 44

------- тепловой 51

-------турбулентный 46, 48

------толщина 51

Подобие 65

температурное 401, 421

Полюс главный без компенса­

ционной

обмотки 474,

489

------- с

компенсационной

об­

моткой 491

 

 

484

 

— тягового двигателя

 

Потери

в

обмотках

основные

электрические

11

 

 

------- подшипниках

9

 

 

------- стали

зубцов

12

 

— добавочные 12

 

9,

10

 

------- механические

 

 

------- на вентиляцию

10

 

----------- дух

трение деталей о воз­

9

 

 

 

 

 

• ----------------

щеток о коллектор

и контактные кольца

8

 

Пределы допускаемых темпера­ тур 500, 503

Противоток 193

Прямоток 193 Пучки труб, гидравлическое со­

противление 526

Р

Работа 24 Распределение температуры в

непакетированном якоре ма­ шины постоянного тока 445

----------- неявнополюсном рото­ ре с косвенным охлаждени­ ем обмотки 432

.-------— пакете

сердечника

статора при аксиальной си­

стеме вентиляции

421

----------- — — —

радиаль­

ной системе вентиляции 400

-------— якоре машины посто­ янного тока с аксиальной системой вентиляции 460

Режим ламинарный 31

течения 26

турбулентный 95

шероховатый 99

С

Самовентиляция 16, 401, 414 Сердечник шихтованный 58 Сопротивление тепловое 19 Среда охлаждающая 132 Среднее превышение темпера­

туры обмотки статора 257, 312, 326

Статор с радиальной системой вентиляции сердечника с не­ посредственным охлаждени­ ем обмоток 414

Степень турбулентности 58

— черноты тела 521

Т

Температура допускаемая 243, 248, 311, 360, 374, 384

-------средняя 500, 503

Температурное поле 166, 183, 279, 315, 366, 400

Температуропроводность 54 Тепловая проводимость 25 Тепловое сопротивление возду­

хоохладителя, щитов и кор­ пуса 285, 305, 325

-------воздушного зазора 284, 304, 324

------- изоляционного слоя на трубах теплообменника 203

555

Тепловое сопротивление кон­ вективное 260, 261, 302

------- кондукционное 262

— — —эквивалентной пласти­ ны 263

------- контактное 323

— — лобовых частей 281, 302, 318

-------пазовой изоляции обмот­ ки статора 282, 304, 318

— плоской стенки 76

— поверхностей каналов ро­

тора 285

-------пространственных тел 269

------- сердечников статора и ротора 283, 304, 323

— — стержня кольцевого сече­ ния 268

-------- теплоемкостное 262

------- теплообменника 193 Тепловой баланс в машинах

постоянного тока 459

расчет асинхронных двига­ телей закрытых 313, 335

------— капсулированных

ипогружных 327, 343

— — — крупных с акси­ альной вентиляцией 277

----------- малой и средней мощности 313

— — — открытых и защи­ щенных 351

— крупных синхронных ма­ шин 400

— машин постоянного тока

445

— — неявнополюсных машин с косвенным охлаждением

432

— турбогенераторов с непо­ средственным охлаждением обмотки статора 414, 421

Теплоемкость 24, 40, 504

изоляции и активных мате­ риалов 510

— охлаждающей

среды 134,

504

 

Теплоносители 14,

23, 132

Теплообмен и механизм пере­ дачи тепла 25

— с окружающей средой 24

Теплоотдача 145 Теплопередача 198 Теплопроводность 25, 75 Теплофнзические свойства хла-

доагеитов 132, 504

— электротехнических ма­ териалов 89, 505, 514, 515

Трубка Пито — Прандтля 54

У

Уравнения Бернулли 40

движения 35

конвекции 55

Лапласа 55

Навье-Стокса 37

неразрывности 40

Ньютона 25

теплопроводности 25

Фурье 25

энергии 25

Ч

Число подобия Архимеда 67, 68

— — Био 69

-------Грасгофа 69

-------Нуссельта 67, 68

— Пекле 67, 68

— Прандтля 68

Рейнольдса 30, 69

—■Стантона 67

— Струхаля 69

— Тэйлора 123

— Фурье 69

— Эйлера 68

Ш

Шероховатость, влияние на ги­ дравлическое сопротивление и теплоотдачу 94, 96, 99, 101

Я

Якорь машины постоянного то­ ка 445, 460

----------- — гладкий с акси­ альной системой вентиляции

463

----------- --------- — радиальной системой вентиляции 472

----------- — пакетированной с радиальной вентиляции 466

556

ОГЛАВЛЕНИЕ

П р е д и с л о в и е .........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Г л а в а

п е р в а я .

Физические основы нагревания и охлаж­

7

 

дения

электрических маш ин.......................................................

 

 

 

 

 

 

1-1. Источники тепловыделения.......................................................

 

 

 

 

 

 

7

1-2.

Виды, способы и системы охлаж дения...........................................

 

 

. .

13

1-3.

Уравнения аэрогидромеханики

и теплообмена . .

23

1-

4. М о д ели р о ван и е ......................................................................

 

 

 

 

 

 

 

62

 

Г л а в а

в т о р а я .

Теплопроводность.......................................

 

 

 

75

 

2-

1. Измерение

коэффициентов

теплопроводности .

. . .

75

2-2. Теплофизические характеристики изоляции обмоток

. .

78

2-3.

Теплопроводность

заливочных

изоляционных

композиции

 

 

и материалов

магнитных к л и н ь е в .......................................

 

 

 

80

 

2-4. Эквивалентная

теплопроводность пазовой и лобовой ча­

81

2-

стей

о б м о т к и ................................................................

 

 

 

 

 

 

 

:

:

5. Теплопроводность, электропроводность и теплоемкость ме­

89

 

таллов и электротехнических

сталей

..................................

 

 

 

Г л а в а

т р е т ь я .

Конвективный теплообм ен ..........................

 

92

 

3-

1. Течение и теплообмен в

т р у б а х

....................................

 

 

92

 

3-2.

Теплоотдача

статора..................................................................

 

 

 

 

 

 

 

101

112

3-3.

Теплообмен

в

р о т о р а х ................................................

ротором и статором .

.

3-4.

Теплообмен в зазоре между

. .

122

3-

5. Физические свойства жидкостей и

г а з о в .....................

 

132

 

Г л а в а ч е т в е р т а я .

Сложный

теплообмен

в электрических

 

 

м а ш и н а х ......................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

138

 

4-

1. Суммарный

коэффициент

теплоотдачи.............................

 

 

138

 

4-2. Теплообмен

через жидкостные

прослойки

в ограниченном

138

4-3.

пространстве

 

..................................................................................при

свободной

ко н век ц и и

 

140

Теплопередача

 

 

4-4. Теплопередача

в простых телах

без

внутренних источни­

144

4-

ков тепла ................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наличии

5. Теплопередача в установившемся состоянии при

150

 

внутренних источников

тепла .....................................................

 

 

 

 

 

 

Г л а в а

п я т а я .

Расчет

охлаждающей

поверхности

ребри­

156

 

стого

и трубчатого

исполнения ................................................

 

 

 

 

 

5-

1. Предварительные

соображения

о

выборе

оптимальных

 

 

размеров ребер охлаждения....................................................

 

 

 

 

 

156

 

557

5-2.

Одномерное распределение температуры по высоте ребра

 

произвольного п р о ф и л я ..............................................................

 

 

 

 

а) Прямое ребро с минимальным сечением..........................

 

 

б) Прямое ребро прямоугольного профиля............................

 

 

в)

Прямое ребро треугольного и трапециевидного сечения

 

г)

Сравнение

различных

прямых р е б е р ................................

 

 

д)

Общие уравнения рассеивания тепла круговыми реб­

5-3.

 

 

рами

..................................

 

 

 

......................................................

 

 

 

Распределение температуры по высоте и длине ребер при

 

переменном

коэффициенте т е п л о о т д а ч и ...........................

 

5-4. Двухмерное распределение температуры в ребрах .

5-5.

Эффективность ребер. Оптимальные соотношения между

5-6.

толщиной ребер

и шагом между ним и .................................

 

Влияние подрезки ребер в нижнейчасти корпуса асин­

 

хронного электродвигателя на

распределение

температуры

5-

в

активных

ч а с т я х ....................................................................

 

теплообменника . . . .

7.

Расчет воздухо-воздушного

Г л а в а ш е с т а я .

Вентиляционный и гидравлический расчет

 

систем

охл аж ден и я ....................................................................

 

 

 

 

6-

1.

Цель

расчета

...............................................................................

 

 

с е т и

 

 

6-2.

Определение

характеристики

.........................................

 

6-3. Учет вращения

р о т о р а .............................................................

 

систем электромашин

6-4. Схемы замещения

вентиляционных

 

а)

 

Классификация

схем

замещения........................................

 

 

б)

Система внешнего охлаждения оребренных электродви­

 

в)

гателей .........................................................................................

 

 

система взрывозащищенного асинхрон­

 

Вентиляционная

 

г)

 

ного

двигателя

....................................................................

вентиляции

двигателя

постоянного

 

 

Аксиальная система

 

д)

 

т о

к а .........................................................................................

вентиляции

прокатного

двигателя

постоянного

 

 

Система

 

е)

 

т о

к а .........................................................................................

охлаждения

статора турбогенератора .

 

 

Система

 

ж)

Система

вентиляции ротора турбогенератора с непо­

 

 

 

средственным

газовым охлаждением обмотки

156

158

169

164

165

166

168

172

183

193

205

205

206

211

222

222

226

231

237

241

244

250

Г л а в а с е д ь м а я .

Тепловой расчет крупных асинхронных

252

 

двигателей...............................................................................................

 

 

7-1. Задача теплового

р а с ч е т а .............................................................

252

 

7-2. Предельные допускаемые превышения температуры. Клас­

252

 

сы нагревостойкости и зо л я ц и и ......................................................

в

7-3. Обзор современных методов теплового расчета электриче-

,

ских м а ш и н ........................................................................................

 

255

 

7-4. Расчет тепловых сопротивлений.....................................................

260

 

7-5. Расчет нагрева крупных электродвигателей с аксиальной

277

 

вентиляцией по методу Э Т С ............................................................

 

7-6. Распределение температуры в активных частях взрыво­

 

защищенных электродвигателей .

 

 

7-7. Расчет закрытых электродвигателей с радиальной систе­

 

мой вен ти л яц и и .................................................................................

299

 

Г л а в а в о с ь м а я .

Тепловой расчет асинхронных двигате­

 

лей малой и средней м ощ ности ..............................................

313

 

8-1. Расчет закрытых

д в и г а т е л е й ................................................

313

 

8-2. Выбор оптимального оребрения к о р п у с а ............................

328

 

558

8-3.

Расчет

закрытых взрывонепроницаемых двигателей с не­

334

8-4.

 

посредственно

обдуваемой

спинкой

 

сердечника

. . .

 

Особенности

расчета

погружных

 

м а ш и н

...................

 

343

351

8-5.

 

Расчет

защищенных

и

открытых электродвигателей

. .

8-6.

Двухмерное распределение температуры в сердечнике ста­

 

 

 

тора

асинхронных

машин

с обдуваемой

и

оребренной

 

8-7.

 

с п и н к о й ......................................................................................

 

 

нагрева

обмоток

статора

 

 

366

 

 

Неравномерность

 

закрытого

 

8-8.

обдуваемого электродвигателя.............................................

 

 

 

 

 

370

 

Распределение температуры

в

роторах асинхронных дви­

377

8-9.

гателей

геометрических................................................................................................размеров системы охлаждения ко­

Расчет

391

8-

 

роткозамкнутых

роторов ...................................................................

 

 

 

на

нагрев

обмоток .

10. Влияние температуры и давления

394

Г л а в а д е в я т а я .

Тепловой

расчет

крупных

синхронных

 

 

 

маш ин..............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

 

9-

1. Двухмерное распределение температуры в шихтованном

 

 

 

пакете

 

сердечника

статора

при

 

радиальной

 

системе

400

9-2.

о х л а ж д е н и я .........................................................................................

 

 

 

системой охлаждения

сердечника

 

Статор

с

радиальной

414

9-3.

и непосредственным

охлаждением

обмотки .

. . .

Статор

с аксиальной системой охлаждения сердечника и

421

9-

непосредственным

охлаждением

о б м о т к и ..................................

 

 

обмотки

4. Неявнополюсный

ротор с косвенным

охлаждением

432

Г л а в а д е с я т а я .

Тепловой расчет машин постоянного тока

445

10-

 

1. Исследование распределения температуры в

непакетиро-

445

 

 

ванном

якоре ....................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10-2. Расчет нагрева машин средней мощности по методу ЭТС

447

10-3.

Распределение

температуры в

якоре

с аксиальной систе­

460

10-4.

мой

о х л а ж д е н и я

...........................................................................

системой

охлаждения .

. . .

Якорь

с

радиальной

 

466

10-5. Главный полюс без компенсационной обмотки

. .

474

10-6. Главный полюс с компенсационной обмоткой .

. . .

491

П рилож ения

................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

501

С п и с о к

л и т е р а т у р ы ....................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

531

Алфавитный

у к а з а т е л ь ............................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

552

Александр Иванович Борисенко Владимир Григорьевич Данько Александр Иванович Яковлев

АЭРОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШ ИНАХ

Редактор Э. П. Зимин Редактор издательства И. В. Антик Переплет художника Е. В. Никитина

Художественный редактор Д. И. Чернышев Технический редактор Л. А. Молодцова

Корректор И. А. Володяева

Сд но в набор 23/Ѵ 1973 г.

Подписано к печати 14/1II 1974 г.

Т-05534

Фо >мат 84X І08] /32

 

Бумага тн іографская ЛЬ 2

Уелпеч. л. 29,4

 

Уч.-изд. л. 32,2

Тираж 6 000 экз.

Зак. 233

Цена 1 р. 76 к.

Издательство «Энергия». Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.

 

Московская типография № 10 Союзполиграфпрома

 

при Государственном комитете Совета Министров СССР

 

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

 

Москва,

М-114, Шлюзовая наб.,

10.

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ