Архив разработки (157 кб, Word, Mathcad)

html-версия статьи

Котов В.Э. "К расчету температурного поля проводника при его медленном нагреве током высокой плотности", Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, сер. "Естественные науки", 1(6), 2001, с.51-60.

Рассматривается решение задачи о теплообмене проводника при его нагреве током плотности j~10⁸ А/м² на воздухе. Время нагрева 5-10 с. Предложена математическая модель процесса , получено изменение поля температур в проводнике для конкретного случая. Результаты расчета хорошо согласуются с экспериментальными данными на начальной стадии процесса.

Содержание

• Введение
• Описание эксперимента
• Теплофизическая модель
  • Естественная конвекция
  • Излучение
  • Теплопроводность и “электронная конвекция”
• Электротехническая модель
• Математическая модель
• Анализ результатов
• Приложение 1. Обоснование некоторых принятых допущений
• Приложение 2. Теплофизические свойства воздуха и молибдена

• Литература

Введение

Явление электрического взрыва проводников под действием импульсных токов высокой плотности широко известно. Его пытаются использовать, в частности, для исследования теплофизических свойств жидких металлов ([5,6,7]) , в качестве источника энергии. При описании данного явления теплообменом проводника с внешней средой пренебрегают, вследствие малой длительности импульса. При исследовании медленного нагрева проводника - за время порядка нескольких секунд, (см. [13,14]), его необходимо учитывать. Здесь рассматривается математическая модель такого процесса ( на примере конкретного эксперимента ), позволяющая построить изменение во времени поля температур в проводнике, что необходимо для дальнейшего изучения и объяснения происходящих в нем процессов (см. ниже).

Литература

1. Амосов А.А , Дубинский Ю.А. , Копченова Н.В. “Вычислительные методы для инженеров” , Москва , Высшая школа , 1994.
2. Дьяконов В.П. , Абраменкова И.В. “MathCad 7.0 в математике , физике и в Internet" , Москва , Нолидж , 1998 .
3. Зиновьев В.Е. “Теплофизические свойства металлов при высоких температурах” . Справочник . Москва , Металлургия , 1989.
4. Исаченко В.П. ,.Осипова В.А., Сукомел А.С.   "Теплопередача", Москва , Энергоиздат , 1981.
5. Коваль С.В., Кускова Н.И.  “Исследование динамики жидкого проводника при однородном электрическом взрыве” //письма в ЖТФ , 1995 , том 21 , вып. 6 , c.36 .
6. Коваль С.В., Кускова Н.И., Ткаченко С.И. “Исследование механизма электрического взрыва проводников и теплофизических характеристик жидких металлов”//ТВТ , 1997 , том 35 , N⁰ 6 , c.876 .
7. Лебедев С.В., Савватимский А.И., Степанова Н.В. “Расширение жидкого вольфрама при быстром нагреве электрическим током”//ТВТ , 1978 , том 16 , N⁰ 1 , c.67
8. Лыков А.В. “Тепломассообмен” . Справочник , Москва , Энергия , 1972.
9. Протасов Ю.С., Чувашев С.Н.  “Физическая электроника газоразрядных устройств . Эмиссионная электроника” , Москва , Высшая школа , 1992 .
10. Самарский А.А., Гулин А.В. “Численные методы” , Москва , Наука ,1989.
11. “Теория тепломассообмена ” , под. ред. А.И. Леонтьева , Москва , Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана ,1997.
12. “Физические величины “. Справочник под. ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова, Москва , Энергоатомиздат , 1991.
13. Marakhtanov M.K. , Marakhtanov A.M. "Electrical exsplosion of cold metal films" // Thin solid films , 2000 , v.359 , p. 127.
14. Марахтанов М.К. , Марахтанов А.М. “Способ выделения энергии связи из электропроводящих материалов” . Патент на изобретение N⁰ 2145147 ( приоритет от 20.04.1999).

В начало