Какая должна быть температура нагрева тормозных устройств двухкамерного: 2020-06 ЦВ Теория Осмотрщики и др. (стаж более 5 лет) ~ Вагонник.РФ

До какой температуры нагреваются дисковые тормоза?

Принцип работы дисковых тормозных механизмов довольно прост: тормозные колодки с фрикционным материалом сжимают чугунный тормозной диск. Разумеется, от трения диск нагревается, но насколько сильно? Давайте узнаем!

Разобраться в этом вопросе поможет родстер Honda S2000 с задними дисковыми тормозами и термальная камера Flir T1K. Заднюю часть автомобиля приподняли на домкратах, чтобы запустить мотор и набрав обороты, на первой передаче постепенно затягивать рычаг стояночного тормоза, измеряя с помощью тепловизора количество тепла, выделяемое задними тормозными механизмами. В качестве контрольных точек выбраны пять позиций дискового тормозного механизма.

Точка 1 — это передний край тормозной колодки, точка 2 — тормозной диск перед колодкой, точка 3 — тормозной диск после прохождения через суппорт, точка 4 — ступица колеса и, наконец, точка 5 — задняя часть тормозной колодки. Даже при свободном вращении тормозного диска сверхчувствительная инфракрасная камера выявляет небольшие искривления диска на основе разницы температур. Разумеется, при срабатывании стояночного тормоза температура диска начинает повышаться.

Тормозной диск после суппорта становится немного горячее, а в целом температура поверхности достигает 138 °C. В обычном «гражданском» режиме вождения температура дисков и колодок вряд ли когда-нибудь превысит 200 °C, но на гоночной трассе механизмы могут запросто нагреваться и до 500 °C. Тормозная жидкость также может нагреваться, поэтому она рассчитана на температуру кипения свыше 200 °C.

Впрочем, со временем температура кипения может стать значительно ниже, поскольку жидкость поглощает влагу. Даже после того, как тормозные диски нагрелись свыше 100 °C, тормозная магистраль остаётся довольно прохладной. Также довольно интересно, что колёсные диски автомобиля могут работать как своеобразные радиаторы и рассеивать тепло от тормозных механизмов в атмосферу.

Какая должна быть температура нагрева тормозных устройств

Главная » Разное » Какая должна быть температура нагрева тормозных устройств

До какой температуры могут нагреваться тормозные диски

При торможении диски наших автомобилей сильно нагреваются, причем так, что на них без проблем можно пожарить глазунью! Проблема перегрева была, есть и всегда будет актуальна. Инженеры-гении постоянно дорабатывают форму тормозного диска, изменяют состав сплава, доводят до идеала его систему вентиляции. Но навряд ли когда-нибудь будет разработана тормозная система, которая не перегревается. Это практически невозможно.

Тормозные диски обычного седана при городском ритме езды нагреваются максимум до двухсот градусов. Если сильно постараться, то диски маломощной и легкой машины можно разогреть до 400–500 градусов. Диски спортивных машин могут нагреться до 700 градусов (при такой температуре они раскаляются до красна и колодки красиво дымятся)! А про Формулу-1 и говорить страшно. Как видите, температуры очень высокие.

Чем чреват перегрев тормозной системы

При перегреве дисков и колодок тормозная система почти полностью перестает работать. То есть колодки скользят по раскаленному диску как по маслу. Это еще не все. Если сильно перегреть колодки, то они придут в негодность, то же касается и тормозных дисков. Поэтому перегрев тормозной системы — крайне неприятная штука, которую мы с вами не должны допускать.

Сегодня днем я проводил эксперимент. Катался я на 980 килограммовом седане. Спереди — вентилируемые тормозные диски, сзади — барабаны. Барабаны плохо тормозят, поэтому вся нагрузка будет идти на передок.

Что я делал? Я разгонялся до 150 км/ч и начинал резко тормозить. После первого торможения диски посинели. Затем я разогнался второй раз и начал тормозить, но уже более плавно. Сбавив скорость до 60 км/ч, я почувствовал, что тормоза куда-то пропали. Как бы я не давил на педаль, скорость практически не падала. Пришлось тормозить двигателем. После остановки диски равномерно покрылись темно-синим цветом. На третий эксперимент я не решился, пожалел машину.

Сталь начинает желтеть от 150 до 280 градусов Цельсия, синеть от 300 до 450 градусов, чернеть от 450 до 500. Краснеть тормозные диски начинают от 500 градусов, а светиться ярко-оранжевым они начинают где-то от 750–800 градусов.

Думаю, я нагрел тормозные диски где-то до 400–450 градусов. При этом, повторюсь, тормоза практически пропали. После остывания колодок я снова мог тормозить, но уже не так хорошо, как до экспериментов (видимо колодки пришли в негодность).

А вот так тестируют тормоза Формулы 1

Из всего вышеизложенного делаем вывод

Перегрев тормозной системы — плохо. Если вы спокойно катаетесь по городу, то эта проблема не должна вас волновать. Но стоит быть осторожными при спуске с больших склонов (на склонах лучше притормаживать двигателем), в этом случае можно перегреть колодки, и тогда автомобиль перестанет тормозить.

Источник avtoberloga.ru

Многие автомобилисты сталкиваются с такой проблемой, как перегрев передних или задних тормозных дисков. Проблема эта довольно актуальна среди начинающих автолюбителей, влияющая на безопасность водителя и пассажиров. Так что же делать, если греются тормозные диски? И почему это происходит? Подробнее об этом и пойдет речь в нашей статье.

На самом деле, современные представители автопрома – это мощные аппараты, способны развить большую скорость за относительно короткий промежуток времени. Соответственно, стремительный разгон тяжелого металлического объекта рано или поздно нужно будет так же быстро останавливать. Как результат: надежная и быстрая работа тормозной системы влияет на безопасность водителя при движении.

Как работает тормозная система

Устройство автомобильной системы торможения немного напоминает колодочный тормоз, которым оснащено большинство велосипедов. Правда, есть небольшое отличие: на велосипеде при срабатывании тормозов, колодки вступают в трение с ободом, а на автомобилях – с тормозным диском (или барабаном). К тому же велосипедные тормоза срабатывают через кабель, а на авто – при помощи гидравлики. Останавливается транспортное средство в связи с созданием трения между тормозным диском и колодкой. Этот процесс имеет свои последствия, главное из которых – образование большого количества тепла, которое нужно куда-то девать. Для вывода создаваемой тепловой энергии существует вентиляция дисковых тормозов, что была разработана специально для этой цели.

Дисковые тормоза неоднократно доказывали свою эффективность во время многочисленных опытов, что автоматически возвышает их на первое место среди подобных аналогов. Снижение температуры рабочих поверхностей происходит за счет воздушного охлаждения: при работе в системе происходит постоянная циркуляция воздуха.

Как устроена тормозная система

К списку достоинств дисковых тормозов стоит отнести также «автономную» очистку. Быстрая частота вращения дисков удаляет всю скопившуюся на поверхности детали грязь и пыль. Многие специалисты считают, что современная дисковая тормозная система весьма популярная благодаря своей эффективности, возможности вносить некоторые регулировки в работу системы, надежности и длительному сроку эксплуатации. Последний пункт очень актуален, учитывая нынешние цены на запчасти.

Классификация тормозных дисков

Для получения более ясной картины стоит провести классификацию тормозных дисков. Это улучшит ваши познания в данной области, а также поможет с выбором, если вы все еще сомневаетесь, какие диски подойдут вам лучше всего.

По конструкции

Существует две основных разновидности конструкции, согласно которым происходит распределение дисков. А именно:

В состав вент

Какая температура считается нормальной для всех компонентов компьютера и что делать с перегревом? | Видеокарты | Блог

Температура компонентов компьютера является важным фактором стабильной работы системы. Перегрев может вызывать зависание, подтормаживание и отключение компьютера во время игры или при другой продолжительной нагрузке. Серьезный перегрев компонентов напрямую отражается не только на производительности, но и на сроке их службы. Тогда какая температура будет оптимальной для вашего компьютера, а когда пора беспокоиться?

Согласно правилу «10 градусов», скорость старения увеличивается вдвое при увеличении температуры на 10 градусов. Именно поэтому нужно периодически следить за температурными показателями комплектующих, особенно в летнее время.

Процессор

Самый верный способ узнать максимально допустимую температуру процессора — посмотреть спецификацию к устройству на сайте производителя конкретно вашего изделия. В ней помимо перечисления всех характеристик будет указана и максимальная рабочая температура.

Не стоит думать, что все нормально, если у вас стабильные 90 °C при максимально допустимых 95-100 °C. Оптимально температура не должна превышать 60-70 °C во время нагрузки (игры, рендеринга), если только это не какое-то специальное тестирование на стабильность с чрезмерной нагрузкой, которая в повседневной жизни никогда не встретится. 

Сейчас у большинства устройств есть технология автоматического повышения тактовой частоты (Turbo Boost). 

Например, если базовая частота AMD Ryzen 3700X составляет 3.6 ГГц, то в режиме Turbo Boost он может работать на частоте 4.4 ГГц при соблюдении определенных условий. Одно из этих условий — температура.

При превышении оптимальной температуры возможно незначительное снижение максимальной частоты работы. В момент, когда температура приближается к максимально допустимой, частота понижается уже сильнее. Это в конечном счете оказывает влияние на производительность, именно поэтому оптимальной температурой принято считать 60-70 °C. 

В эти пределы по температуре и заложена максимальная производительность для устройства. 

Температура процессора напрямую связана с системой охлаждения, поэтому, если вы берете высокопроизводительный процессора как AMD Ryzen 3900X или 10900к, на системе охлаждения лучше не экономить.

Видеокарта

С видеокартами все примерно точно так же. Только помимо информации в спецификации, можно посмотреть зашитые в Bios устройства максимальные значения температуры.

Для обоих производителей, в зависимости от серии видеокарт, максимальная температура находится пределах от 89 до 105 °C.
Посмотреть их можно с помощью программы GPU-Z или AIDA64.

Данную информацию так же можно посмотреть на сайте https://www.techpowerup.com/vgabios/

Помимо температуры самого ядра важное значение имеет и температура других компонентов видеокарты: видеопамяти и цепей питания.

Есть даже тестирование видеокарт AMD RX 5700XT от разных производителей, где проводились замеры различных компонентов на видеокарте.

Как можно видеть, именно память имеет наибольшую температуру во время игры. Подобный нагрев чипов памяти присутствует не только у видеокарт AMD 5000 серии, но и у видеокарт Nvidia c использованием памяти типа GDDR6.

Как и у процессоров, температура оказывает прямое влияние на максимальную частоту во время работы. Чем температура выше, тем ниже будет максимальный Boost. Именно поэтому нужно уделять внимание системе охлаждения при выборе видеокарты, так как во время игры именно она всегда загружена на 100 %.

Материнская плата

Сама материнская плата как таковая не греется, на ней греются определенные компоненты, отвечающие за питание процессора, цепи питания (VRM). В основном это происходит из-за не совсем корректного выбора материнской платы и процессора.

Материнские платы рассчитаны на процессоры с разным уровнем энергопотребления. В случае, когда в материнскую плату начального уровня устанавливается топовый процессор, во время продолжительной нагрузки возможен перегрев цепей питания.  В итоге это приведет либо к сбросу тактовой частоты процессора, либо к перезагрузке или выключению компьютера. 

Также на перегрев зоны VRM влияет система охлаждения процессора. Если с воздушными кулерами, которые частично обдувают околосокетное пространство, температура находится в переделах 50-60 °C, то с использованием жидкостных систем охлаждения температура будет уже значительно выше.

В случае с некоторыми материнскими плата AMD на X570 чипсете, во время продолжительной игры возможен перегрев южного моста, из-за не лучшей компоновки.

Предел температуры для системы питания материнской платы по большому счету находится в том же диапазоне — 90–125 °C. Также при повышении температуры уменьшается КПД, при уменьшении КПД увеличиваются потери мощности, и, как следствие, растет температура. Получается замкнутый круг: чем больше температура — тем ниже КПД, что  еще больше увеличивает температуру. Более подробно узнать эту информацию можно из Datasheet использованных компонентов на вашей материнской плате. 

Память

Память типа DDR4 без учета разгона сейчас практически не греется, и даже в режиме стресс тестирования ее температура находится в пределах 40–45 °C. Перегрев памяти уменьшает стабильность системы, возможна перезагрузка и ошибки в приложениях, играх.

Для мониторинга за температурой компонентов системы существует множество различных программ.

Если речь идет о процессорах, то производители выпустили специальные утилиты для своих продуктов. У Intel это Intel Extreme Tuning Utility, у AMD Ryzen Master Utility. В них помимо мониторинга температуры есть возможность для настройки напряжения и частоты работы. Если все же решитесь на разгон процессора, лучше это делать напрямую из Bios материнской платы.

Есть также комплексные программы мониторинга за температурой компьютера. Одной из лучших, на мой взгляд, является HWinfo.

• HWinfo — бесплатная и мощная утилита, с помощью которой можно получить детальную информацию об аппаратных компонентах вашего компьютера.
• HWMonitor — бесплатная утилита, предназначенная для мониторинга аппаратных значений компьютера. 
• AIDA64 — программа для анализа, тестирования и мониторинга компьютера.
• MSI Afterburner — самая известная и широко используемая утилита для разгона видеокарт от Nvidia и AMD, но может применяться и в качестве мониторинга температуры.
• GPU Z — программа для отображения технической информации о видеоадаптере.

Чем чреват перегрев — ускоренная деградация чипов, возможные ошибки

Перегрев компонентов в первую очередь чреват падением производительности и нестабильностью работы системы. Но это далеко не все последствия. 

При работе на повышенных температурах увеличивается эффект воздействия электромиграции, что значительно ускоряет процесс деградации компонентов системы. 

Эффект электромиграции связан с переносом вещества в проводнике при прохождении тока высокой плотности. Вследствие этого происходит диффузионное перемещение ионов. Сам процесс идет постоянно и крайне медленно, но при увеличении напряжения и под воздействием высокой температуры значительно ускоряется. 

Под воздействием электрического поля и повышенной температуры происходит интенсивный перенос веществ вместе с ионами. В результате появляются обедненные веществом зоны (пустоты), сопротивление и плотность тока в этой зоне существенно возрастают, что приводит к еще большему нагреву этого участка. Эффект электромиграции может привести к частичному или полному разрушению проводника под воздействием температуры или из-за полного размытия металла.

Это уменьшает общий ресурс работы и в дальнейшем может привести к уменьшению максимально стабильной рабочей частоты или полному выходу устройства из строя и прогару. Именно высокая температура ускоряет процесс старения компьютерных чипов.

Как бороться с перегревом

Сейчас, особенно в летнюю пору, можно попробовать открыть боковую створку корпуса или заняться оптимизацией построения воздушных потоков внутри него.

Также в борьбе с высокой температурой может помочь чистка от пыли и замена термопасты, в некоторых случаях будет достаточно и этого. 

И, пожалуй, самый радикальный и дорогостоящий способ снижения температуры — замена системы охлаждения CPU и GPU.

На мой взгляд, самый эффективный способ без затрат уменьшить нагрев и повысить производительность это Downvolting (даунвольтинг).

Даунвольтинг — это уменьшение рабочего напряжения, подаваемого на процессор или видеокарту во время работы. Это ведет к уменьшению энергопотребления и, как следствие, к уменьшению температуры.

Для видеокарт NVIDIA даунвольтинг осуществляется с использованием программы MSI Afterburner.

В ней вы для каждого значения частоты подбираете собственное напряжение.  Он еще называется даунвольтинг по курве (кривой). 

Таким способом можно уменьшить потребление видеокарты примерно на 20-30 %, что положительно отразится на рабочей температуре и тактовой частоте.

На первый взгляд разница между температурой не столь значительная и составляет всего 8-9°C, однако вместе с температурой понизилась и скорость оборотов вентилятора, примерно на 500. В конечном счете за счет даунвольтинга мы снижаем не только температуру, но и шум системы охлаждения. Если же вы ярый фанат низких температур, отрегулировав кривую оборотов вентилятора, можно добиться значительно большего падения температуры.

Вопреки бытующим заблуждениям, даунвольтинг не оказывает какого-либо отрицательного влияния на производительность видеокарты.

Для даунвольтинга видеокарты AMD не потребуется даже отдельная утилита — все уже реализовано производителем в настройках драйвера.

Даунвольтинг не только уменьшает рабочую температуру, но и увеличивает производительность за счет того, что у всех устройств заложено ограничение по потребляемой энергии.

В случае с видеокартами AMD, уменьшение рабочего напряжения уменьшает энергопотребление и дает возможность видеокарте функционировать на заявленных частотах без упора в лимит энергопотребления, не прибегая к его расширению.

У данной видеокарты он составляет 160 Вт, что и можно наблюдать на первом графике.

С процессорами дела обстоят несколько сложнее, однако они также поддаются даунвольтингу. Но это уже совсем другая история.

Существуют максимальные показатели рабочих температур. Обычно это 90–105 °C, установленные производителем. Как минимум, нужно стараться не превышать эти значения, однако оптимально температура компонентов компьютера не должна превышать 60–70 °C во время повседневных нагрузок. Тем самым вы будете иметь максимальную производительность системы и долгий срок службы, а так же практически бесшумный режим работы системы охлаждения. Именно поэтому не стоит сильно экономить на системе охлаждения компьютера. 

Рабочая температура трансформаторов: как регулировать

Любой электроприбор во время работы нагревается. Электротрансформатор не является исключением. Но перегрев приводит к выходу аппарата из строя, поэтому при эксплуатации следует учитывать, какова предельно допустимая и рабочая температура трансформатора.

Причины нагрева трансформаторов

Коэффициент полезного действия трансформатора, как и любого другого электроприбора, ниже 100% – от 80% у небольших устройств мощностью 10Вт до 99,5% у силовых трансформаторов. Потери выделяются в обмотках и магнитопроводе в виде тепла.

Нагрев магнитопровода

Потери в сердечнике состоят из двух составляющих:

• вихревые токи;
• потери на гистерезис.

Вихревые токи наводятся обмотками трансформатора в магнитопроводе, причем чем меньше его сопротивление, тем больше токи и нагрев железа. Для увеличения сопротивления железный сердечник делается не сплошным, а из тонких листов, изолированных друг от друга лаком и окисной пленкой. Изготавливаются он не из обычной углеродистой стали, а из трансформаторного железа, с добавками кремния, повышающего сопротивление металла.

При работе магнитопровод намагничивается магнитным полем, создаваемым током, протекающим по катушкам. Поскольку ток переменный, то поле постоянно меняет полярность и происходит перемагничивание сердечника с выделением тепла. Этот процесс называется “петля гистерезиса”, а потери – потери на гистерезис.

Важно! Для каждого сечения, формы и материалов магнитопровода есть оптимальное число витков обмотки. При его уменьшении растут потери на гистерезис, а при увеличении растут потери в обмотках.

Нагрев обмоток

Проводники, которыми намотаны катушки, имеют активное сопротивление. При работе по этому сопротивлению протекает электрический ток и выделяется энергия, которая превращается в тепло.

Потери в обмотках уменьшаются при увеличении сечения провода и замене дешевого алюминия более дорогой медью, имеющей меньшее сопротивление, но эти способы ведут к увеличению габаритов или росту цены аппарата. Поэтому при проектировании электротрансформатора кроме технического производится экономический расчет.

Интересно! В 50-е годы для уменьшения потерь и нагрева проектировались силовые электротрансформаторы с обмотками из серебра, но из-за роста цен на него эти проекты не были реализованы.

Допустимый нагрев трансформаторов

Электротрансформатор – аппарат с высоким, но не 100% КПД. При работе ток, протекающий по обмоткам, нагревает их. Кроме этого, греется магнитопровод. В нем возникают вихревые токи и тратится энергия на перемагничивание. Эти потери нагревают аппарат.

Допустимая температура трансформатора в нормальном режиме зависит от изоляции обмотки:

• провод покрыт электротехническим лаком – 70°С;
• проводник обмотан х/б ниткой – 105°С;
• вместо х/б нитки используется стекловолокно – 180°С;
• трансформаторы, имеющие масляное охлаждение, допускается нагревать до 80°С.

Способы уменьшения температуры электротрансформаторов зависят от мощности и напряжения устройств.

Важно! Работа при предельно допустимой температуре приводит к ускоренному износу изоляции и “старению” масла. Поэтому следует избегать эксплуатации устройств в подобных режимах.

Воздушное охлаждение

Потери энергии, нагрев и вес аппаратов при увеличении мощности растут. При этом потери и объем увеличиваются в кубической зависимости от габаритов устройства, а поверхность и способность отдавать тепло растет в квадратной степени. Поэтому способы воздушного охлаждения зависят от мощности аппарата.

Трансформаторы малой мощности

В аппаратах мощностью 5-10ВА соотношение между потерями и площадью поверхности позволяет устанавливать их в закрытом корпусе. Такую конструкцию имеют блоки питания для электронной аппаратуры малой мощности, например, роутер или антенный усилитель.

Для уменьшения рабочей температуры трансформатора в блоках питания электронной аппаратуры на первичную обмотку подается напряжение высокой частоты. Предельная рабочая температура трансформатора в блоке питания составляет, в зависимости от конструкции, от 100 до 165°С.

Трансформаторы с принудительным охлаждением

В более мощных аппаратах делаются зазоры между обмотками, а в корпусе имеются отверстия для циркуляции воздуха. Для улучшения охлаждения и уменьшения габаритов электротрансформаторов мощностью свыше 10-50кВА устанавливаются вентиляторы принудительного обдува. Такая система позволяет охлаждать аппараты до 1000кВА. Более мощные установки помещаются в бак, наполненный маслом.

Трансформаторы с масляным охлаждением

Для лучшего охлаждения аппарат помещается в бак, наполненный трансформаторным маслом. Оно отводит тепло от обмоток в 6-8 раз лучше воздуха. Для качественного охлаждения бак с электротрансформатором должен быть полностью заполнен и сверху устанавливается расширительный бачок.

Масло является пожароопасным при вытекании. Для защиты устройств от перегрева и возгорания трансформаторы оснащаются датчиками уровня жидкости и температуры.

В зависимости от мощности электротрансформаторов есть четыре системы уменьшения температуры масла:

• естественное, за счет конвекции масла и окружающего воздуха;
• дутьевой, при помощи обдува бака вентиляторами;
• с принудительной циркуляцией масла насосами и обдувом бака;
• с водяным охлаждением масла.

Справка! Допустимая рабочая температура масла – 80°С. При проверке его качества измеряется температура вспышки (возгорания). Она должна быть не менее 135°С.

Естественное охлаждение масла

Масло в баке при работе устройства нагревается и нуждается в охлаждении. Эффективность естественного охлаждения растёт с увеличением поверхности бака, но простое увеличение размеров мало эффективно. Лучший эффект дает оснащение бака радиаторными ребрами или трубами.

Трубы располагаются вертикально, в несколько рядов и подключаются в верхней и нижней части бака. При работе и нагреве обмоток теплое масло поднимается от катушек вверх, выходит в трубы и идет вниз. При движении охлаждающая жидкость остывает и поступает охлажденным обратно в бак.

Этого достаточно для работы электротрансформаторов мощностью до 6300кВА. В более мощных установках применяются устройства принудительной циркуляции масла.

Информация! Принцип работы системы похож на систему индивидуального водяного отопления.

Дутьевое (вентиляторное) охлаждение

Самый простой способ принудительного охлаждения — это обдув масляного бака вентилятором. Эффективность отдачи тепла по сравнению с естественным охлаждением выше на 40-50%. Таких вентиляторов может быть несколько.

Для улучшения теплоотдачи трубы делаются не круглыми, а прямоугольного сечения, а также с продольными радиаторными ребрами. Дополнительно устанавливается блок автоматики, управляющий вентиляторами. Возможны три варианта:

•  питание вентиляторов включено при нагрузке 50-60% номинальной;
• обдув включен, если достигнута температура 50°С;
• вентиляторы работают все время рабочего режима установки.
• Система дутьевого охлаждения эффективна до мощности 63000кВА. Электротрансформаторы большей мощности нуждаются в дополнительных устройствах, для нормальной работы и уменьшения температуры масла.

Принудительная циркуляция

Чем быстрее двигается масло внутри бака и радиаторных труб, тем эффективнее происходит отдача тепла в окружающее пространство, поэтому для охлаждения трансформаторов большой мощности применяется система, включающая в себя вентиляторы, обдувающие бак и насосы, ускоряющие циркуляцию масла. Эта система называется “ДЦ” (дутье-циркуляция).

Насосы позволяют увеличить предельную длину и количество трубок и уменьшить их сечение, увеличив площадь теплоотдачи или вместо прямых труб нагнетать масло в радиаторы, похожие на автомобильные. На каждом радиаторе устанавливается свой вентилятор для обдува.

Ускорение движения при помощи насосов выравнивает температуру внутри бака, улучшает передаче тепла от нагретых элементов к охлаждающей жидкости. Наличие насосов позволяет направить движение масла не только вдоль катушек, но и по каналам внутри обмоток и магнитопровода.

Водяное охлаждение

Коэффициент теплопередачи воды в несколько раз больше, чем воздуха, поэтому самая эффективная система снижения температуры – водяная. Масляные радиаторы находятся в водяной “рубашке”. Движение масла по трубам и воды осуществляется при помощи насосов. Это маслянно-водяной вид охлаждения, или система типа “Ц”.

Такие системы компактнее, чем обычные, но дороже, поэтому используются в тех случаях, когда это экономически выгодно. Например, при замене уже установленных аппаратов на более мощные внутри существующих помещений или для уменьшения размеров строящихся зданий.

Предельная рабочая температура трансформатора регламентируется ПУЭ, ПТЭ и другими нормативными документами.

Какая температура должна быть у электродвигателя во время работы

Во избежание перегрева агрегата и его преждевременного выхода из строя необходимо знать, какая температура должна быть у электродвигателя того или иного типа.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Уровень допустимого нагрева зависит от класса нагревостойкости изоляции обмоток, которая является наименее теплостойкой частью конструкции. Он условно обозначается следующими маркерами:

• У – предельная t 90 С. Материалы – бумага, пряжа, шелковые или хлопчатобумажные ткани без пропитки изолирующим составом.
• А — предельная t 105 С. Материалы те же, но с пропиткой.
• Е — предельная t 120 С. Материал – синтетическая органическая пленка.
• В — предельная t 130 С. Материалы – стекловолокно, слюда, асбест с органическим связующим веществом.
• F — предельная t 155 С. Материалы те же что и в В c синтетическим пропитывающим и связующим веществом.
• Н — предельная t 180 С. Материалы те же что в В с кремнийорганическим пропитывающим и связующим веществом.
• С — предельная t от 180 С и выше. Материалы – стекло, керамика, кварц, слюда с неорганическим связующим составом или без. Допустимая температура электродвигателя при работе в этом случае ограничивается только свойствами изоляционных материалов.

Для перехода электродвигателя на более высокий класс требуется его капитальный ремонт.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Для того чтобы двигатель работал с номинальной мощностью, температура окружающей среды не должна превышать 40 С. При ее увеличении следует снизить нагрузку на агрегат и следить за тем, чтобы температура отдельных узлов не превышала допустимого значения.

Температура электродвигателя во время работы повышается при увеличении тока устройства, что может быть спровоцировано уменьшением напряжения в питающей сети до 95% и ниже. Рост напряжения сети свыше 110% также негативно сказывается на температурном режиме двигателя, так как из-за вихревых потоков нагревается статор и растет ток в обмотках, из-за чего они перегреваются.

Исследования показывают, что нагрев изоляции на каждые 8 С сверх допустимой нормы вдвое уменьшает срок ее службы. Поэтому, если вы не хотите, чтобы агрегат вышел из строя раньше времени, перед началом его эксплуатации необходимо выяснить, какая рабочая температура электродвигателя приемлема, и строго соблюдать правила, не допуская перегрева и увеличения токовых нагрузок более чем на 10%.

Как работают радиаторы | HowStuffWorks

Тепло может передаваться тремя способами: конвекцией, излучением и теплопроводностью. Проводимость — это способ передачи тепла в твердом теле и, следовательно, способ его передачи в радиаторе. Проводимость возникает, когда два объекта с разной температурой вступают в контакт друг с другом. В точке встречи двух объектов более быстро движущиеся молекулы более теплого объекта врезаются в более медленные молекулы более холодного объекта.Когда это происходит, более быстро движущиеся молекулы от более теплого объекта передают энергию более медленным молекулам, которые, в свою очередь, нагревают более холодный объект. Этот процесс известен как теплопроводность , — это то, как радиаторы отводят тепло от процессора компьютера.

Радиаторы обычно изготавливаются из металла, который служит проводником тепла, отводящим тепло от процессора. Однако у каждого типа металла есть свои плюсы и минусы. Во-первых, каждый металл имеет разный уровень теплопроводности.Чем выше теплопроводность металла, тем эффективнее он передает тепло.

Объявление

Одним из наиболее распространенных металлов, используемых в радиаторах, является алюминий. Алюминий имеет теплопроводность 235 Вт на Кельвин на метр (Вт / м · К). (Число теплопроводности, в данном случае 235, относится к способности металла проводить тепло. Проще говоря, чем выше показатель теплопроводности металла, тем больше тепла может проводить металл.) Алюминий также дешев в производстве и имеет небольшой вес. Когда прикреплен радиатор, его вес создает определенную нагрузку на материнскую плату, для которой материнская плата предназначена. Тем не менее, легкий алюминиевый корпус полезен тем, что добавляет небольшой вес и нагрузку на материнскую плату.

Медь — один из лучших и наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления радиаторов. Медь имеет очень высокую теплопроводность — 400 Вт / мК. Однако он тяжелее алюминия и дороже.Но для операционных систем, требующих значительного отвода тепла, часто используется медь.

Так куда же девается тепло, когда оно отводится от процессора через радиатор? Вентилятор внутри компьютера перемещает воздух через радиатор и выходит из компьютера. У большинства компьютеров также есть дополнительный вентилятор, установленный непосредственно над радиатором, чтобы помочь должным образом охладить процессор. Радиаторы с этими дополнительными вентиляторами называются активными радиаторами , а радиаторы с одним вентилятором называются пассивными радиаторами .Наиболее распространенным вентилятором является корпусный вентилятор , который забирает холодный воздух снаружи компьютера и продувает его через компьютер, вытесняя горячий воздух сзади.

.

Глава 11: Горение (Обновлено 31.05.10)

Глава 11: Горение (Обновлено 31.05.10)

Глава 11: Combustion
(Спасибо
к Дэвид
Bayless за письменную помощь.
этот раздел)

Введение — До этого
точка тепла Q во всех задачах и примерах была либо заданной
значение или было получено из отношения Первого закона. Однако в различных
тепловые машины, газовые турбины и паровые электростанции тепло
полученные в процессе сжигания с использованием твердого топлива (например,г.
уголь или дрова). жидкое топливо (например, бензин, керосин или дизельное топливо),
или газообразное топливо (например, природный газ или пропан).

В этой главе мы познакомимся с химией и
термодинамика горения типовых углеводородных топлив — (C _x H _y ),
в котором окислителем является кислород, содержащийся в атмосферном воздухе.
Обратите внимание, что мы не будем рассматривать сжигание твердого топлива или
сложные смеси и смеси углеводородов, составляющих
бензин, керосин или дизельное топливо.

Атмосферный воздух содержит
примерно 21% кислорода (O ₂ )
по объему. Остальные 79% «прочих газов» в основном
азот (N ₂ ), т.
предположим, что воздух состоит из 21% кислорода и 79% азота
объем. Таким образом, каждый моль кислорода, необходимый для окисления углеводорода, равен
сопровождается 79/21 = 3,76 моля азота. Используя эту комбинацию
молекулярная масса воздуха становится 29 [кг / кмоль]. Обратите внимание, что это
предполагается, что азот обычно не подвергается никаким химическим воздействиям.
реакция.

Процесс горения —
Основной процесс сгорания можно описать с помощью топлива (
углеводород) плюс окислитель (воздух или кислород) под названием Reactants ,
которые подвергаются химическому процессу, выделяя тепло, чтобы сформировать
Продукты
горения, так что масса сохраняется. в
простейший процесс сгорания, известный как стехиометрический
Сгорание , весь углерод в топливе
образует диоксид углерода (CO ₂ )
и весь водород образует воду (H ₂ O)
в продуктах, поэтому мы можем записать химическую реакцию следующим образом:

где
z известен как стехиометрический коэффициент для окислителя (воздуха)

Обратите внимание, что эта реакция дает пять неизвестных: z, a,
b, c, d, поэтому нам нужно решить пять уравнений.Стехиометрический
горение предполагает отсутствие в продуктах избыточного кислорода, поэтому
d = 0. Остальные четыре уравнения мы получаем в результате уравновешивания числа
атомов каждого элемента в реагентах (углерод, водород, кислород
и азота) с числом атомов этих элементов в
продукты. Это означает, что никакие атомы не разрушаются и не теряются в
реакция горения.

Обратите внимание, что образующаяся вода может находиться в паре или
жидкая фаза, в зависимости от температуры и давления
продукты сгорания.

В качестве примера рассмотрим стехиометрическое горение
метана (CH ₄ ) в атмосферном воздухе. Приравнивание моляра
коэффициенты реагентов и продуктов получаем:

Теоретическое соотношение воздух и воздух-топливо -The
минимальное количество воздуха, которое позволит полностью сгорать
топливо называется Теоретическая
Air (также именуемый
Стехиометрический воздух ).В этом случае продукты не содержат кислорода. Если мы поставляем
меньше теоретического воздуха, тогда продукты могут содержать углерод
монооксида (CO), поэтому обычной практикой является подача более
теоретический воздух, чтобы предотвратить это явление. Это превышение
Воздух приведет к появлению кислорода в
продукты.

Стандартная мера количества воздуха, используемого в
процесс сгорания — Air-Fuel
Коэффициент (AF), определяемый следующим образом:

Таким образом, учитывая только реагенты метана
при сжигании теоретического воздуха, представленного выше, получаем:

Решенная задача 11.1 — дюймов
В этой задаче мы хотим разработать уравнение горения и определить
соотношение воздух-топливо для полного сгорания н-бутана (C ₄ H ₁₀ )
с а) теоретическим воздухом и б) 50% избытком воздуха.

Анализ продуктов сгорания
— Горение всегда происходит при повышенных температурах и
мы предполагаем, что все продукты сгорания (включая воду
пар) ведут себя как идеальные газы. Поскольку у них другой газ
постоянных, удобно использовать уравнение состояния идеального газа в
условия универсальной газовой постоянной:

В анализе продуктов сгорания нет
представляет ряд интересных объектов:

• 1) Что такое
  процентный объем конкретных продуктов, в частности диоксида углерода
  (CO ₂ ) и углерода
  монооксид (CO)?

• 2) Что такое роса
  точка водяного пара в продуктах сгорания? Это требует
  оценка парциального давления паровой составляющей воды
  продукты.

• 3) Существуют экспериментальные методы объемного
  анализ продуктов сгорания, обычно проводится на Dry
  Базис , дающий процент объема
  всех компонентов, кроме водяного пара. Это позволяет просто
  метод определения фактического отношения воздух-топливо и использованного избыточного воздуха
  в процессе горения.

Для идеальных газов мы находим, что мольная доля y _i
i-го компонента в смеси газов при определенном давлении P
а температура T равна объемной доле этого компонента.
Т.к. из молярного отношения идеального газа: P.V = N.R _u .T,
у нас:

Кроме того, поскольку сумма составляющих объемов
V _и должны равняться общему объему V, имеем:

Используя аналогичный подход, определяем частичную
давление компонента с использованием закона парциальных давлений Дальтона:

Решенная проблема 11.2 — дюймов
эта проблема Пропан (C ₃ H ₈ )
сжигается с 61% избытком воздуха, который поступает в камеру сгорания при
25 ° С.Предполагая полное сгорание и полное давление 1 атм.
(101,32 кПа), определите а) соотношение воздух-топливо [кг-воздух / кг-топливо], б)
процентное содержание двуокиси углерода в продуктах по объему, и c)
температура точки росы продуктов.

Решенная проблема 11,3 — дюймов
эта проблема Этан (C ₂ H ₆ )
сжигается атмосферным воздухом, и объемный анализ
сухие продукты сгорания дает: 10% CO ₂ ,
1% CO, 3% O ₂ и
86% № ₂ .Разработать
уравнение горения, и определить а) процент превышения
воздух, b) соотношение воздух-топливо, и c) точка росы при сгорании.
продукты.

Анализ горения по первому закону —
Основная цель горения — выработка тепла за счет изменения
энтальпия от реагентов к продуктам. Из Первого Закона
уравнение в контрольном объеме без учета кинетической и потенциальной энергии
изменений и, если не делать никаких работ, имеем:

, где суммирование ведется по всем
продукты (p) и реагенты (r).N означает количество молей
каждого компонента, а h [кДж / кмоль] относится к молярной энтальпии
каждый компонент.

Поскольку существует ряд различных веществ
нам нужно установить общее эталонное состояние для оценки
энтальпия, обычно выбирают 25 ° C и 1 атм, что составляет
обычно обозначается надстрочным индексом o. Проф. С. Бхаттачарджи из
Государственный университет Сан-Диего разработал экспертную систему на базе Интернета в
< www.thermofluids.net >
позвонил ТЕСТ
( т г
E xpert
S система
для Т гермодинамика)
в который он включил набор таблиц свойств идеального газа, все основанные на
по энтальпии h ^o =
0 по этой общей ссылке.Мы адаптировали некоторые из этих таблиц
специально для этого раздела, и их можно найти в
следующая ссылка:

Горение
Таблицы молярной энтальпии

В качестве примера снова рассмотрим полное сгорание
метана (CH ₄ ) с теоретическим воздухом:

Обратите внимание, что в реагентах и ​​продуктах
В приведенном выше примере у нас есть основные элементы O ₂ и N ₂ как
а также соединения CH ₄ ,
CO ₂ и H ₂ O.Когда соединение образуется, изменение энтальпии называется
Энтальпия
формации , обозначенной h _f ^o ,
и для нашего примера:

Вещество	Формула	hfo [кДж / кмоль]
Двуокись углерода	CO 2 (г)	-393 520
Водяной пар	H 2 O (г)	-241 820
Вода	H 2 O (л)	-285 820
Метан	CH 4 (г)	-74,850

где (г) относится к газу, а (л) относится к
жидкость.

Знак минус означает, что процесс
Экзотермический ,
т.е. при образовании соединения выделяется тепло. Обратите внимание, что
энтальпия образования основных элементов O ₂ и N ₂ составляет
нуль.

Сначала рассмотрим случай, когда достаточно
теплопередача так, чтобы и реагенты, и продукты находились на
25 ° C и давление 1 атм, и что водный продукт является жидким. поскольку
нет заметного изменения энтальпии, уравнение энергии принимает вид:

Это тепло (Qcv) называется энтальпией .
горения или нагрева
Стоимость топлива.Если продукты
содержат жидкую воду, тогда она на выше
Теплотворная способность (как в нашем примере),
однако, если продукт содержит водяной пар, то это нижний предел .
Теплотворная способность топлива. В
энтальпия сгорания — это наибольшее количество тепла, которое может быть
выпущенный данным топливом.

Температура адиабатического пламени —
Противоположная крайность приведенного выше примера, в котором мы оценили
энтальпия горения — это случай адиабатического процесса, в котором
тепло не выделяется.Это приводит к значительной температуре
увеличение количества продуктов сгорания (обозначается адиабатической
Температура пламени ), которая может быть
уменьшается за счет увеличения воздушно-топливной смеси.

Решенная задача 11.4 — Определить
температура адиабатического пламени для полного сгорания
Метан (CH ₄ )
с 250% теоретического воздуха в адиабатическом контрольном объеме.

Это уравнение может быть решено только итеративным
метод проб и ошибок с использованием таблиц Sensible
Энтальпия против температуры для всех четырех
составные части продукции — CO ₂ ,
H ₂ O, O ₂ ,
и N ₂ .Быстрый
приближение к температуре адиабатического пламени может быть получено следующим образом:
при условии, что продукты полностью состоят из воздуха. Такой подход был
представленный нам Potter
и Somerton в их Schaum’s
Очерк термодинамики для инженеров ,
в котором они предположили, что все продукты имеют номер N ₂ .
Мы считаем, что более удобно использовать воздух, предполагая репрезентативное значение
из Специального
Теплоемкость воздуха : C _{p, 1000K} = 1,142 [кДж / кг.K].

Таким образом, суммируя все моли продуктов, получаем:

Используя таблицы Sensible
Энтальпия в зависимости от температуры мы оценили
энтальпия всех четырех продуктов при температуре 1280К.Эта
в результате общая энтальпия составила 802 410 [кДж / кмоль топлива], что составляет
чрезвычайно близкое к требуемому значению, что оправдывает такой подход.

Задача 11.5 — —
Определите адиабатическую температуру пламени для
полное сгорание пропана (C ₃ H ₈ )
с 250% теоретического воздуха в адиабатическом контрольном объеме [T
= 1300 КБ].

______________________________________________________________________________________

Инженерная термодинамика, Израиль
Уриэли находится под лицензией Creative
Общедоступное авторское право — Некоммерческое использование — Совместное использование 3.0 США
Лицензия

.

Теплота сгорания — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Эти куски древесного угля имеют теплотворную способность 7543 ккал / кг. Горели почти 4 часа.

Теплота сгорания , также называемая теплотворной способностью . или . Энергетическая ценность. вещества — это количество энергии, которое выделяется при сгорании определенного количества вещества. Эта энергия выделяется в виде тепла, когда вещество сжигается в стандартных условиях.

Теплота сгорания ( Δ H ° _c ) — это мера количества энергии, выделяющейся в виде тепла ( q ) при сгорании одного моля вещества (горение).Выработка тепла означает, что реакция является экзотермическим процессом и выделяет энергию. Теплота сгорания — это особая форма энтальпии реакции, поскольку она измеряется в стандартных условиях и ограничена одним моль исходного материала. Символ (°) показывает, что значение теплоты сгорания достигается при стандартных условиях: 25 градусов Цельсия (298,15 Кельвина) и при постоянном давлении. Сообщается, что давление составляет один бар или одну атмосферу в зависимости от источника. ^[1] , ^[2]

Теплота сгорания также называется энтальпией сгорания, поскольку энергия, выделяемая в результате реакции сгорания, является результатом изменения общей энтальпии исходного вещества, поскольку оно полностью реагирует с кислородом.Термины теплота сгорания и энтальпия сгорания используются взаимозаменяемо из-за Первого закона термодинамики и соотношений между теплотой при постоянном давлении ( q _P ), изменением внутренней энергии (ΔU) и изменением энтальпии. (ΔH). ^[3] , ^[4]

Уравнение для изменения внутренней энергии:

Δ U = q _P — PΔV .

Если уравнение переставить, то

q _P = Δ U + P Δ V .

Уравнение изменения энтальпии имеет вид

Δ H = Δ U + P Δ V + V Δ P .

Член V Δ P отменяется, так как давление не изменяется, поэтому

Δ H = Δ U + P Δ V .

Как указывалось ранее,

q _P = Δ U + P Δ V .

Следовательно, q _P = Δ H .

Измерения теплоты сгорания наиболее распространены при сгорании органических углеводородов, соединений, состоящих из углерода и водорода, но могут включать и другие атомы, присутствующие в органических соединениях, таких как азот, фосфор, сера и особенно кислород. Значения теплоты сгорания наиболее широко используются для определения того, является ли вещество эффективным источником топлива. ^[5] Многие органические соединения можно найти в таблицах теплоты сгорания.

Единицы теплоты сгорания можно варьировать, но они всегда указываются в единицах энергии на моль или на единицу массы или объема в зависимости от метода, используемого для сообщения значений.Для оценки эффективности вещества как топлива более удобна энергия на единицу массы или объема. ^[5]

Как и во всех случаях горения и во многих реакциях окисления, кислород должен присутствовать для того, чтобы вещество могло воспламениться. Реакции горения проводятся с кислородом при постоянном давлении в калориметре. Типичной реакцией горения является реакция метана (CH ₄ ) в присутствии кислорода.

CH ₄ (г) + O ₂ (г) → CO ₂ + H ₂ O (л)

Продуктами реакции горения являются вода и углекислый газ, если реагентами являются кислород и углеводороды.Водный продукт может быть в виде газа или жидкости в зависимости от температуры дожигания. Для определения истинной теплоты сгорания используется жидкая вода в конце реакции из-за того, что эксперимент возвращается к стандартной температуре 25 ° C, при которой вода конденсируется в жидкость. ^[3] , ^[4] , ^[2] .

1. ↑ Домальский, Э.С. Избранные значения теплоты сгорания и теплоты образования органических соединений, содержащих элементы C, H, N, O и P.J. Phys. Chem. Ref. Данные 1972 г., 1, стр. 221-277.
2. ↑ ^{2,0 2,1} Schmidt-Rohr, K. Почему процессы сгорания всегда экзотермичны, давая около 418 кДж на моль 02. J. Chem. Эд. 2015, 92, 2094-2099.
3. ↑ ^{3,0 3,1} McQuarrie, D. A .; Саймон, Дж. Д. Молекулярная термодинамика; Научные книги университета, Саусалито, Калифорния, 1999.
4. ↑ ^{4,0 4,1} Мортимер Р.Г. Физическая химия; 3-е изд .; Макгроу-Хилл, Лондон, 2002.
5. ↑ ^{5,0 5,1} McMurry, J.E; Fay, R.C .; Робинсон, Дж. Химия; 7 изд .; Пирсон, Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси, 2015. стр. 335-337.

.