Электрошина сечением и удельным сопротивлением , установленная на ребро, охлаждается свободным потоком воздуха, температура. 3

Электрошина сечением и удельным сопротивлением , установленная на ребро, охлаждается свободным потоком воздуха, температура которого . При установившейся электрической нагрузке температура электрошины не должна превышать . Вычислить коэффициент теплоотдачи , величину теплового потока, теряемую в окружающую среду, если длина электрошины , и допустимую силу тока. Таблица 1 – Исходные данные Последняя цифра шифра Предпоследняя цифра шифра 5 22 0,0290 6 7 Ответить на вопросы: 1. Укажите последовательность определения коэффициента теплоотдачи. 2. Как выбирают определяющий размер при расчете чисел подобия?

Зависимость для вычисления среднего коэффициента теплоотдачи при свободном движении жидкости имеет вид:
(1)
где постоянные и зависят от режима свободного движения и условий обтекания поверхности.
Теплофизические свойства воздуха при 22°С: 15,25; 2,61; 0,703. При 70°С, 0,694.
Коэффициент объемного расширения воздуха:
(2)
122+273=0,0034
Конвективный коэффициент теплоотдачи для вертикальной поверхности:
(3)
Вычисляем значение комплекса:
(4)
9,81∙0,0034∙70-22∙0,100315,25∙10-620,703=4,8∙106
Для вертикальной поверхности при : ,
Подставляя полученные значения в выражение (1), получаем:
0,76∙4,8∙1060,250,7030,250,694=46,9
тогда, по формуле (3)
46,9∙2,61∙10-20,100=12,2
Тепловой поток от вертикальной поверхности:
(5)
12,2∙70-22∙2∙0,100∙0,010+2∙0,100∙7=821Вт
Конвективный коэффициент теплоотдачи для горизонтальной поверхности:
(6)
Вычисляем значение комплекса:
(7)
9,81∙0,0034∙70-22∙0,010315,25∙10-620,703=4841
Для горизонтальной поверхности при : ,
Подставляя полученные значения в выражение (1), получаем:
0,5∙48410,250,7030,250,694=5,5
тогда, по формуле (6)
5,5∙2,61∙10-20,010=14,4
Тепловой поток от горизонтальной поверхности:
(8)
где - средний коэффициент теплоотдачи при свободном движении воздуха, ;
14,4∙70-22∙2∙0,010∙7=97Вт
Суммарный тепловой поток от электрошины:
(9)
Q=821+97=918Вт
Допустимую силу тока определяем из уравнения баланса энергии:
(10)
откуда
(11)
918∙0,100∙0,0100,0290∙10-6∙7=2127A
1