硅碳棒不響應瞬時發(fā)熱率交流分量的變化
從大多數(shù)硅碳棒用交流電加熱出發(fā),首先指出其瞬時發(fā)熱率可視為直流分量和交流分量的疊加,且交流瞬時發(fā)熱率的周期是交流電周期的一半。然后,采用傳熱學單集總熱容系統(tǒng)模型,建立瞬時發(fā)熱率作用下硅碳棒的能量平衡微分程,求解得硅碳棒溫度隨時間變化的公式。對此式的分析和討論表明:硅碳棒瞬時溫度也可視為直流分量和交流分量的疊加。其周期:h為交流電周期的一半。其直流分量二就是按平均電功率求得的硅碳棒穩(wěn)態(tài)溫度。而交流分量的幅值為Ul文中引入硅碳棒集總熱容系統(tǒng)時間常數(shù)[L(RCv)1+(莎喲x7來討論最高瞬時溫度,并指出:若此時間數(shù)很,滿足則瞬時溫度交流分量的幅值為最大值最高瞬時溫度為,比直流分量溫度、即按平均電功率計算的穩(wěn)態(tài)溫度,高出。因此對大功率硅碳棒,若其表面對流換熱惡化,對流換熱系數(shù)。下降,則其最高瞬時溫度會很高,導致硅碳棒過熱損壞;若此時間常數(shù)很大。滿足,則瞬時溫度交流分量的幅值趨于零。即硅碳棒不響應瞬時發(fā)熱率交流分量的變化,瞬時溫度趨于其直流分量。這時,按平均電功率設計的溫度是正確。
此外,由于所采用的模型具有普遍性,文中所得結論可推廣到所有單相交流電熱器。至于電鍋爐中三相交流硅碳棒的傳熱模型和求解,瞬時溫度的計算公式,以及最高瞬時溫度的分析論,將在本文基礎上,另行文討論。zsrider.com
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