Мощный резистор

 

Изобретение относится к электротехнике, точнее к вопросам конструирования мощных охлаждаемых потоком воздуха резисторов. Цель - повышение удельной мощности рассеяния. Резистор выполнен в виде рамочного каркаса 1, внутри которого размещен зигзагообразный резистивный элемент из металла высокого удельного сопротивления в виде перфорированной ленты. Особенностью резистора является 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.

СО)ОЭ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 Н 01 С 3/00

Ь.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 43323 67 /24-21 (22) 23.! 1,87 (46) 30, 12. 89. Вюл. Р 48

- (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе. (72) Н.Е,Алтынова, В.Г.Ушаков, В.В,Кустовинов и А,В.Ястребов (53) 621.316.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 162199, кл. Н 01 С 3/12, 1962.

Патент ФРГ 9 1540418, кл. Н 01 С 1/08, опублик. 1972. (54) NOlgllbIA РЕЗИСТОР (57) Изобретение относится к электротехнике, точнее к вопросам конструирования мощных охлаждаемых потоком

2 воздуха резисторов. Бель - повышение удельной мощности рассеяния. Резистор выполнен в виде рамочного каркаса 1, внутри которого размещен зигзагообразный резистивкый элемент иэ металла высокого удельного сопротивления в виде перфорированной ленты. Особенностью резистора является образование смежными участками каждого перегиба и участками ее, близлежащими к сторонай 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.

1532980

Изобретение относится к электро- ) технике, точнее к ленточным резисторам большой мощности, предназначенным для установки с принудительным воз5 душным охлаждением и используемым

IfðåìóùåñòBåííî на электроподвижном

Сос таве железных дорог .

Бель изобретения — повышение удельной мощности рассеяния путем увеличе- 10 ия турбулиэации воздуха около .тепловыделяющих элементов, что способству т увеличению теплоотдачи от них в

),7-1,8 раза, ° ° ° °

На фиг.1 показан фрагмент мощного 15 езис тора, вид сбоку; на фиг. 2 — сеение А-А на фиг,1; на фиг,3 — сечеНие Б-Б на фиг.1. Стрелками отмечено направление днижения потока воздуха.

Резистор (фиг.1) содержит рамочный 20 аркас 1, внутри которого на изоляторах 2 с помощью держателей 3 закреплены витки ленты резистинного элемен,та 4, образующие параллельно включенные по ходу воздуха конфуэорные 5 и 25 диффуэорные 6 каналы; в ленте, образующей каналы, выполнены отверстия 7.

Экспериментальная отработка кон-. струкции показала, что наилучшая тепо лоотдача достигается при 5 = 6, Ь/1 30 . = 0,)33 II = 0,352; где p — угол раскрытия диффузора; b/1 - относительная

,ширина канала (Ь вЂ” ширина канала в его среднем сечении; 1 — длина образующей канала) П вЂ” пористость рава

35 ная отношению площади отверстий на ленте к площади сплошной ленты. Параметры конфузорного канала, образованного лентой со стенками каркаса, следующие . p = 6; П = О, 352; ширина ка 40 нала н его среднем сечении в данном

b случае b

2 о

При Р)12 имеет место отрыв потока от стенок канала, вследствие че- 45 о

ro .растут потери напора, при < 6 эффективность теплосъема резко уменьшается.

Ближайший край ленты от вертикальной и горизонтальной боковин каркаса должен находиться на расстоянии

a = 0 51 (— - - з1п ), Ф

При принятых геометрических размерах каналов

55 а = 0 51 (--- — sing) = 0 51

Ф

Э (0,133 — sin 6 ) = 0,51 (0,133

0,1045) = 0,014251.

Диаметры отверстий выбираются из условия сохранения неизменной величины теплообменной поверхности при перЬорировании ленты. Это условие выполняется при равенстве поверхности ленты, удаляемой при сверлении отверстий

f, 2iid /4, и боковой поверхности этих отверстий f = я d3, Из равенства

f, f> следует, что диаметр отверстия d должен быть равен удвоенной толщине ленты d 20, При этих значениях, Ь/1, П коэффициент теплоотдачи при скорости охлаждающего воздуха 11 м/с составляет

180 Вт/м К, Работа резистора происходит следующим образом.

Движение воздуха в диффуэорных каналах 6 сопровождается увеличением скорости и понижением давления, т.е. преобразованием потенциальной энер гни в кинетическую. В параллельно включенном по ходу воздуха конбузорном канале 5 происходит увеличение

I давления и понижение ско рос ти, т. е . преобразование кинетической энергии в потенциальную. Таким образом, в одном и том же сечении, например А-А, давление воздуха по обе стороны ленты неодинаково. Наличие поперечного градиента давления вызывает переток воздуха через перфорированную ленту иэ одного смежного канала в другой.

Переток приводит к турбулизации пограничного слоя воздуха, а следовательно, к интенсификации теплоотдачи.

Кроме того, уменьшается и толщина слоя, зависящая от протяженности линии тока хладоагента, которая в данном случае становится равной не ширине ленты, а расстоянию между соседними отверстиями. Это также интенсифици руе т т епло обме н .

Аналогичные процессы имеют место и в местах перегиба ленты (сечение

Б-Б). В данном случае, в отличие от описанного вышее,конфуэоры и диффузоры образуются витками ленты и стенками каркаса (нижние перегибы образуют со стенкой каркаса диФфузорные каналы), однако взаимное превращение потенциальной и кинетической энергии будет иметь место и здесь: воздух под действием разности давления в дифбузоре и конфузоре будет перетекать из одного пристенного канала в межлен2980 6

Формула изобретения

Мощный резистор, содержащий рамочный каркас, внутри которого на его сторонах закреплен резистивный эле5 мент, выполненный в виде непрерывнои зигзагообразной перфорированной ленты из сплава высокого удельного сопротивления, о т л и ч а- ю шийся тем, что, с целью повьппения удельной мощности рассеяния, смежные участки каждого изгиба зигзагообразной перфорированной ленты и участки ее, близлежащие к сторонам рамочного каркаса, расположены с образованием осесимметричных конфузорно-диффузорных каналов, при этом угол раскрытия диффузоров расположен в плоскости, перпендикулярной расположению рамочного каркаб

20 са, и составляет 6 — 12

5 153 точный зазор (ипи наоборот), Таким образом, места перегибов, в отличие от известных устройств, омываются и охлаждаются столь же интенсивно, как и прямолинейные участки ленты, Это приводит к выравниванию теплоотдачи, а значит, и к ликвидации местных пе-. регревов ленты резистивного элемента, что позволяет повысить нагрузочную способность всего резистора.

Эффективность предлагаемой конструкции подтверждена проведенным экспериментальным исследованием. Опыты показали, что в конфузорно-диффуэорных каналах с перфорированными стенками теплоотдача зависит от их геометрических характеристик и существенно вьппе, чем в резисторе с прямоугольным каналом.

А- A

Составитель Ю.Волков

Техред М, дидык Корректор N ° 1Uàðoøè

Редактор А.Маковская

Заказ 8105/56 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101