SU1532980A1

SU1532980A1 - Мощный резистор

Info

Publication number: SU1532980A1
Application number: SU874332367A
Authority: SU
Inventors: Наталья Евгеньевна Алтынова; Виталий Григорьевич Ушаков; Василий Васильевич Кустовинов; Александр Васильевич Ястребов
Original assignee: Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1989-12-30

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике, точнее к вопросам конструировани мощных охлаждаемых потоком воздуха резисторов. Цель - повышение удельной мощности рассе ни . Резистор выполнен в виде рамочного каркаса 1, внутри которого размещен зигзагообразный резистивный элемент из металла высокого удельного сопротивлени в виде перфорированной ленты. Особенностью резистора вл етс образование смежными участками каждого перегиба и участками ее, близлежащими к сторонам рамочного каркаса осесимметричных конфузорно-диффузорных каналов. При работе резистора эти каналы обеспечивают повышение турбулизации воздуха около ленты и увеличение теплосъема с нее в 1,7-1,8 раза. 3 ил.

Description

/

1

(Л

ел

со ю

СО

00

Фи.1

6 J

о

Изобретение относитс к электро- | технике, точнее к ленточным резисторам большой мощности, предназначенным дл установки с принудительным воздушным охлаждением и используемым премущественно на электроподвижном Составе железных дорог.

Цель изобретени - повышение удельной мощности рассе ни путем увеличе- ни турбулизации воздуха около тепло- иыдел ющих элементов, что способству- Јт увеличению теплоотдачи от них в ,7-1,8 раза,

| На фиг.1 показан фрагмент мощного резистора, вид сбоку; на фиг.2 - се- нение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1. Стрелками отмечено Направление движени потока воздуха. ; Резистор (фиг.1) содержит рамочный Каркас 1, внутри которого на изол торах 2 с помощью держателей 3 закреплены витки ленты резистивного элемента 4, образующие параллельно включенные по ходу воздуха конфуэорные 5 и диффузорные 6 каналы; в ленте, образующей каналы, выполнены отверсти 7.

Экспериментальна отработка кон-- струкции показала, что наилучша теплоотдача достигаетс при Ь 6 , b/1 « 0,133; П 0,352; где р, - угол раскрыти диффузора; Ь/1 - относительна ширина канала (Ь - ширина канала в г его среднем сечении; 1 - длина образующей канала), П - пористость, равна отношению площади отверстий на ленте к площади сплошной ленты. Параметры конфузорного канала, образованного лентой со стенками каркаса, следующие: р 6°; П 0,352; ширина ка- нала в ого среднем сечении в данном

случае Ъ(

При имеет место отрыв потока от стенок канала, вследствие че- го .растут потери капора, при ji 6 эффективность теплосъема резко уменьшаетс .

Ближайший край ленты от вертикальной и горизонтальной боковин каркаса должен находитьс на рассто нии

а 0,51 (- sinjb) .

При прин тых геометрических размерах каналов

а « 0,51 (-- - sin p.) 0,51

(0,133 - sin 6°) 0,51 (0,133 - - 0,1045) 0,014251.

5

Диаметры отверстий выбираютс из услови сохранени неизменной величины теплообменной поверхности при перфорировании ленты. Это условие выполн етс при равенстве поверхности ленты, удал емой при сверлении отверстий f, 2лс1 /4, и боковой поверхности этих отверстий fi iiKdo. Из равенства f fj, следует, что диаметр отверсти d должен быть равен удвоенной толщине ленты d 2$.

При этих значени х (Ь , Ь/1, П коэффициент теплоотдачи при скорости охлаждающего воздуха 11 м/с составл ет 180 Вт/мгК. I

Работа резистора происходит следующим образом.

Движение воздуха в диффузорных каналах 6 сопровождаете увеличением скорости и понижением давлени , т.е. преобразованием потенциальной гии в кинетическую. В параллельно включенном по ходу воздуха конфузор- ном канале 5 происходит увеличение давлени и понижение скорости, т.е. преобразование кинетической энергии в потенциальную. Таким образом, в одной и том же сечении, например А-А, давление воздуха по обе стороны ленты неодинаково. Наличие поперечного градиента давлени вызывает переток воздуха через перфорированную ленту из одного смежного канала в другой, береток приводит к турбулизации пограничного сло воздуха, а следовательно , к интенсификации теплоотдачи. Кроме того, уменьшаетс и толщина сло , завис ща от прот женности линии тока хладоагента, котора в данном случае становитс равной не ширине ленты, а рассто нию между соседними отверсти ми. Это также интенсифицирует теплообмен.

Аналогичные процессы имеют место и в местах перегиба ленты (сечение Б-Б). В данном случае, в отличие от описанного выше, конфузоры и диффузоры образуютс витками ленты и стенками каркаса (нижние перегибы образуют со стенкой каркаса диАфузорные каналы), однако взаимное превращение потенциальной и кинетической энергии будет иметь место и здесь: воздух под действием разности давлени в дифЛу- зоре и конфузоре будет перетекать из одного пристенного канала в межленточный зазор (или наоборот). Таким образом, места перегибов, в отличие от известных устройств, омываютс и охлаждаютс столь же интенсивно, как и пр молинейные участки ленты. Это приводит к выравниванию теплоотдачи, а значит, и к ликвидации местных перегревов ленты резистивного элемента, что позвол ет повысить нагрузочную способность всего резистора.

Эффективность предлагаемой конструкции подтверждена проведенным экспериментальным исследованием. Опыты показали, что в конфузорно-диффу- зорных каналах с перфорированными стенками теплоотдача зависит от их геометрических характеристик и существенно выше, чем в резисторе с пр моугольным каналом.

0

5

Claims

Формула изобретени

Мощный резистор, содержащий рамочный каркас, внутри которого на его сторонах закреплен резистивный элемент , выполненный в виде непрерывной зигзагообразной перфорированной ленты из сплава высокого удельного сопротивлени , отличающийс тем, что, с целью повышени удельной мощности рассе ни , смежные участки каждого изгиба зигзагообразной перфорированной ленты и участки ее, близ-- лежащие к сторонам рамочного каркаса, расположены с образованием осесиммет- ричных конфузорно-диффузорных каналов, при этом угол раскрыти диффузоров расположен в плоскости, перпендикул рной расположению рамочного каркаса , и составл ет 6 - 12е.

А- А