ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Математическая теория ствола дуги из "Электрическая дуга отключения " Дуга может существовать в различных условиях. Например, условия существования длинной дуги на открытом воздухе и условия существования короткой дуги типа сварочной весьма различны. Точно так же резко различаются условия существования дуги в узком канале с изолирующими стенками (порошковый предохранитель) и дуги в воздушном выключателе. Теорию дуги в настоящее время удается построить только для некоторых наиболее простых случаев, например для дуг, горящих в трубе или на открытом воздухе. Однако и в этих случаях приходится иногда делать значительные допущения. [c.104] Эта величина определяет число электронов, уходящих из единицы объема ствола дуги в единицу времени. [c.105] Введем цилиндрические координаты х, г и ф. В силу симметрии все величины должны зависеть от радиуса, но не должны зависеть от угла ф. [c.105] Сопоставление результатов, даваемых разными приближенными формулами, с действительной кривой теплопроводности сделано на рис. 4-12. Из него видно, что квадратичная зависимость (4-42) наиболее близка к действительной кривой. [c.107] Подчеркнем, что пользоваться выражением (4-42) для Л можно только при температуре на оси дуги, не превосходящей 7000°. [c.107] Пунктиром на рис. 4-13 изображена кривая, полученная при учете сильного влияния излучения (величины Р в уравнении 4-34). Кружкагли обозначены опытные точки, полученные в случае ртутной дуги высокого давления, характеризуемой мощной излучающей способностью. Мы видим, что опытные точки близко подходят к пунктирной расчетной кривой. [c.109] Полученные уравнения должны охватывать как область дуги, так и область вне ее пределов. Величины п и б имеют значение только в пределах ствола дуги. Так как ствол дуги представляет сильно вытянутый эллипсоид, то эти величины мало изменяются в осевом направлении и сильно изменяются в радиальном направлении. Поэтому можно считать, что они почти не зависят от V и зависят только от Очевидно, что вне ствола дуги величины п и 5 равны нулю. [c.111] Поскольку напряженность Е связана с п, то ее необходимо учитывать только в стволе дуги. Но и там она практически не зависит от V и является постоянной, как это мы видели в гл. 2. [c.111] Следовательно, требование, чтобы при [х -= со было Т = Т , выполняется. [c.112] Рассмотрим теперь ствол дуги, т. е. область, где координаты г и у малы по сравнению с 5. [c.112] Это — как раз то уравнение, которое мы получили в случае цилиндрической дуги. Следовательно, и решение его (в области дуги) будет такое же, как полученное раньше. При больших значениях [д. оно переходит в решение, данное уравнением (4-54). [c.113] Приведем еще один метод расчета процессов в стволе дуги, предложенный в работе [Л. 4-8]. [c.113] Автор рассматривает отвод тепла от дуги только путем теплопроводности, причем ствол дуги он считает цилиндрическим. Поэтому поток тепла д от единицы длины дуги направлен радиально и зависит от радиуса г. Сквозь любую цилиндрическую поверхность 2яг длиною единица должен проходить полный тепловой поток 2пгд, равный полной выделенной внутри ее мощности Р/. [c.113] Это уравнение в конечном виде не интегрируется. Приближенное решение можно получить путем проб, как было показано выше. [c.113] Обратимся к уравнению (4-61). Величину х на нем мы должны определить при температуре окружающего воздуха. Полагая Тд 300°, найдем значение х 2,5 Ю вт/см -град. [c.114] В работе [Л. 4-8] приведены результаты расчета распределения температуры в дуге, которые мы даем на рис. 4-15. Там же приведена опытная кривая, полученная при тех же условиях, при которых был произведен расчет. Ока лежит несколько выше расчетной, но имеет сходный характер. Расхождение этих кривых легко объяснить недостаточной точностью в расчете параметров, в частности, к и у. [c.115] Очевидно, что это уравнение можно решить только путем проб, как и в предыдущих случаях. [c.116] Внутри ствола дуги температура слабо падает вдоль радиуса и только у самой периферии дуги она быстро спадает до величины я 4000°. Процессы внутри ствола дуги при этих условиях, как показано [Л. 1-19], существенно отличаются от рассмотренных ранее. Энергия из внутренних слоев дуги ке может выделяться в окружающую среду посредством излучения, так как она полностью илг в большей части поглощается слоями ствола, лежащими ближе к периферии (ствол стал непрозрачным ). Передача энергии изнутри ствола осуществляется диффузией возбужденных атомов и диффузией излучения . Последняя представляет собою излучение некоторого внутреннего слоя, поглощение его следующим слоем, излучение этого слоя и т. д. Эта новая часть теплоотвода очень быстро растет с температурой и создает повышенную теплопроводность по сравнению с определеньюй нами выше. Вследствие этого внутри ствола дуги падение температуры идет очень медленно. С таким положением приходится сталкиваться при мощностях порядка нескольких десятков киловатт на сантиметр. [c.116] Вернуться к основной статье