رتبه موضوع:
  • 1 رای - 5 میانگین
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
جدیدترین و متنوع ترین مسائل انتقال حرارت همراه با پاسخ تشریحی
#1
Bug 
بخش رسانایی گرامای دائم و یک بعدی :
Problem 1 .
An electric wire with radius r0 of 0.50 mm is made of copper [electrical conductivity = 5.1 x 107 ohm-1 m-1 and thermal conductivity = 380 W/(m K)]. It is insulated (see figure) to an outer radius r1 of 1.50 mm with plastic [thermal conductivity = 0.350 W/(m K)].

[عکس: 57352249217457705421.gif]
Figure. Heating of an insulated electric wire.
The ambient air is at 38.0oC and the heat transfer coefficient from the outer insulated surface to the surrounding air is 8.500 W/(m2 K). Determine the maximum current in amperes that can flow at steady-state in the wire without any portion of the insulation getting heated above its maximum allowable temperature of 93.0oC.


Solution.

general, the heat flow is given by Q = DT/Rth, where DT is the temperature driving force (thermal potential difference). The thermal resistance for a cylindrical annulus is Rth = ln (r1/r0)/(2 p kL) and the thermal resistance for a fluid film at a solid-fluid interface is Rth = 1/(hA). Here, k is the thermal conductivity, h is the heat transfer coefficient and A is the surface area for convection.

The thermal resistances for the insulation and air film are in series as shown in the figure below.


[عکس: 34733877034200459244.gif]
Figure. Thermal resistance representation of insulation and air film.
Based on the above thermal resistance representation, the heat flow is


(1) [عکس: 32826262256597260685.gif]


where k is the thermal conductivity of the plastic insulation.

Step. Heat flow due to current in wire

The flow of an electric current results in some electrical energy getting converted to thermal energy irreversibly. The heat generation by electrical dissipation per unit volume is given by S = I 2/ke where I is the current density (in amp/m2) and ke is the electrical conductivity (in ohm-1 m-1).

The total heat generated within the wire is simply the product of S and the volume of the wire. At steady-state, all this heat generated within the wire by electrical dissipation must leave through the wire surface and therefore the heat flow is given by


(2) [عکس: 47409079192642370645.gif]


Step. Expression for current

On eliminating Q from the above two equations, the current density is


(3) [عکس: 65327289888793005649.gif]


On multiplying the current density by the cross-sectional area of the wire, the current is obtained from


(4) [عکس: 29868969088887417580.gif]


For the maximum current, the temperature T0 must be maximized.

Step. Substitution of numerical values

On setting the temperature T0 to 93.0oC (i.e., the maximum allowable temperature for the insulation), the maximum current that can flow through the wire may be calculated as 13.027 amp.

The numerical values substituted in the equation are given below.
The values below may be changed and the problem solution recalculated with the new values provided in consistent units.




[عکس: 16808979448923923798.jpg]





هرگاه خدا بخواهد بنده اى را خوار كند ، دانش را از او دور سازد. نهج البلاغه

پاسخ


 سپاس شده توسط vahid ، modjadn
#2
Bug 
بخش رسانایی گرامای دائم و یک بعدی :

problem 2 .

..... soon


هرگاه خدا بخواهد بنده اى را خوار كند ، دانش را از او دور سازد. نهج البلاغه

پاسخ




موضوعات مشابه ...
موضوع نویسنده پاسخ بازدید آخرین ارسال
  دانلود جزوه کامل انتقال حرارت 1 دکتر طالبی okta 0 539 01-05-2016، 03:16 PM
آخرین ارسال: okta
  درخواست حل مسائل +گزارش کار آزمایشگاه انتقال حرارت+هزینه xrst 0 422 04-25-2015، 08:55 PM
آخرین ارسال: xrst
Bug مجموعه نمونه سوالات انتقال حرارت با پاسخ mohsentabatabaei 0 710 01-28-2015، 10:49 PM
آخرین ارسال: mohsentabatabaei
Bug کتاب انتقال حرارت اینکروپرا ویرایش 5 vahid 2 13,019 12-06-2014، 12:26 AM
آخرین ارسال: vahid
Music هندبوک انتقال حرارت جابجایی wolverine engineering data book iii bijan darbari 0 584 07-16-2014، 12:54 PM
آخرین ارسال: bijan darbari
Bug دانلود تشریح کتاب انتقال حرارت اینکروپرا vahid 2 4,612 03-11-2014، 02:02 PM
آخرین ارسال: hossein lotfi
Bug Process Heat Transfer. Principles and Applications by R. W. Serth کتاب انتقال حرارت vahid 2 1,660 01-28-2013، 03:15 AM
آخرین ارسال: vahid
Bug کتاب انتقال حرارت اینکروپرا ویرایش 7 vahid 3 6,834 12-21-2012، 03:19 AM
آخرین ارسال: a1l2i3z4a5h6r7
Bug جزوه انتقال حرارت 1 bijan darbari 2 2,790 10-16-2012، 07:40 PM
آخرین ارسال: bijan darbari
Bug جزوه انتقال حرارت دکتر رشیدی bijan darbari 1 1,706 10-16-2012، 06:46 PM
آخرین ارسال: bijan darbari
Bug جزوه انتقال حرارت دانشگاه شریف bijan darbari 1 2,170 10-16-2012، 06:41 PM
آخرین ارسال: bijan darbari
Bug جزوه انتقال حرارت به زبان فارسي vahid 1 3,920 10-12-2012، 06:46 PM
آخرین ارسال: hossain
Bug سوالات امتحان انتقال حرارت تابستان 91 vahid 0 1,632 09-06-2012، 05:36 PM
آخرین ارسال: vahid
Bug کتاب انتقال حرارت chris long@naser sayma vahid 0 1,124 04-14-2012، 03:31 PM
آخرین ارسال: vahid
Bug جزوه ی انتقال حرارت 1 تایپ شده bijan darbari 0 3,576 03-03-2012، 12:22 AM
آخرین ارسال: bijan darbari

پرش به انجمن:


کاربران در حال بازدید این موضوع: 1 مهمان

فیلم های آموزشی مهندسی مکانیک - به زبان فارسی

بر روی موضوع مورد نظر خود کلیک کنید

آموزش پنیوماتیک آموزش نرم افزار Fluidsim آموزش ریخته گری با ProCast
آموزش کنترل صنعتی آموزش نرم افزار PDMS آموزش نرم افزار کامسول Comsol
آموزش شکل دادن فلزات آموزش نرم افزار Moldflow آموزش ماشین کاری با EdgeCAM
آموزش طراحی کنترل مقاوم آموزش Working Model آموزش پدیده انتقال در کامسول
آموزش حل معادلات دینامیکی آموزش نرم افزار LogoPress آموزش کنترل فعال با رویکرد فازی
آموزش تحلیل المان محدود آموزش‌های رایگان آموزش ریخته گری با ProCast