Свойства трансформаторного масла (Таблица)

Таблица физические свойства трансформаторного масла

Обозначения:

c_p — удельная массовая теплоемкость, измеренная при постоянном давлении;

λ — коэффициент теплопроводности трансформаторного масла;

a — коэффициент температуропроводности;

μ — динамический коэффициент вязкости трансформаторного масла;

ν — кинематический коэффициент вязкости;

β — коэффициент обьемного расширения вещества трансформаторного масла;

Pr — критерий Прандтля.

Масла физические параметры — Справочник химика 21

    Физические параметры масла МС-20 в зависимости от температуры [c.31]

    Физические параметры масла ХС-40 средняя температура Тщ = 318 К плотность р = 830 кг/м коэффициент теплопроводности = 0,1425 Вт/(м-К) удельная теплоемкость Ср. = = 2,18 кДж/(кг-К) коэффициент кинематической вязкости v — = 40-10 м /с число Прандтля Рг = м/Я = 40-10 X [c.366]

    По физическому смыслу эмпирические числа ГЛБ определяют отношение работы адсорбции молекул ПАВ иа границе раздела из фазы масло к работе адсорбции на той же границе нз фазы вода . Таким образом, числа ГЛБ линейно связаны с константой Генри и поверхностной активностью. Именно эти параметры должны бы лежать в основе характеристик свойств ПАВ. Однако на практике до сих пор обычно качество ПАВ оценивают По числам ГЛБ. Так, для получения устойчивых прямых эмульсий (масло а воде) используют ПАВ с числами ГЛБ от 10 до 16 (в зависимости от природы масла), для получения обратных эмульсий (вода в масле) —от 3 до 5 при ГЛБ 7 ч-8 наблюдается переход эмульсий от прямых к обратным числа ГЛБ смачивателей 7 ч 9, моющих средств 13—15, солюбилизаторов в водных растворах — 15- 16- [c. 293]

    По данным фиг. 2-28 имеем физические параметры масла  [c.97]

    Распространение в почве. Минеральные смазочные масла проникают в почву главным образом под действием силы тяжести и поверхностно-активных сил. Распространение масла зависит от вида и структуры подпочвенного слоя, гидрологических условий и свойств масла (плотности, вязкости, смачивающей способности, содержания и типов присадок и других свойств). Проницаемость и капиллярность — физические параметры, характеризующие осадочные горные породы, зависят от гранулометрического состава и объемной плотности. Непористые породы характеризуются трещинами, расщелинами, отслоенными поверхностями и карстовыми явлениями. Проницаемость почвы или породы, характеризующая скорость просачивания и боковое распространение минерального масла, составляет от 10 до 10 м/с для водонасыщенных осадочных пород и снижается с увеличением содержания воды в поро- [c. 228]

    Физические параметры масла МК-22 в зависимости от [c.32]

    Большинство из существующих опытных данных по теплообмену в ламинарном потоке не совсем пригодно для сравнения с вышеприведенными уравнениями по трем причинам. Во-первых, опыты проводились главным образом с вязкими жидкостями, так как на практике в теплообменниках обычно используются именно такие жидкости. Жидкости с высокой вязкостью (масла) отличаются тем, что их вязкость находится в большой зависимости от температуры. Поэтому допущение, сделанное при выполнении приведенных выше расчетов, относительно неизменности физических параметров выполняется только при очень небольшой точности этих экспериментов. [c.247]

    Объем реактора и Т1Ш перемешивающего устройства зависят от физических параметров смешиваемых компонентов, температура процесса выбирается с учетом быстроты и качества смешения и, как правило, не превышает 80 °С в объеме масла. Тип дозирующих устройств (насосы-дозаторы, весовые или объемные дозаторы) выбираются исходя из физических параметров компонентов и требуемой точности дозирования. Для дозирования и загрузки присадок, представляющих собой твердые сыпучие вещества, применяют специальные загрузочные бункеры, имеющие подвижный рукав. [c.739]

    Все физические параметры выбираются для смеси масла и конденсата. [c.166]

    Физические параметры масла турбинного 46 (турбинного Т) в зависимости от температуры [c.137]

    Вообще выбор физических параметров рабочих сред при расчетах коэффициентов теплоотдачи нередко представляет известные трудности. Для наиболее распространенных рабочих сред — воды и воздуха — физические параметры приводятся в табл. 2-1 и 2-2. На фиг. 2-28 приведены физические параметры трансформаторного масла. [c.92]

    Физические параметры масла при средней температуре м=40°С (прилож. 9)  [c.101]

    Физические параметры масла ( х, сир) принимаются при температуре смазочного слоя Т. При наличии кольцевой канавки, подшипник условно делится на два, поэтому в расчете для нахождения величин н я пользуются [c. 168]

    Предложен новый подход к оценке работоспособности смазочного масла, основанный на определении его агрегативной устойчивости [137]. Соответствующий параметр, получивший название критерия физической стабильности, позволяет интегрально оценить физическую стабильность смазочного масла с учетом взаимодействия дисперсионной среды со всеми видами и формами присутствующей дисперсной фазы. [c.39]

    Как следует из выступления Г. В. Виноградова, вопрос о характеристике температурной зависимости вязкости смазочных масел, поднятый в моем докладе, опубликованном в 1 томе Трудов этого совещания, действительно представляет большой интерес, и остается только пожалеть, что специалисты нефтяники не представили ни одного доклада, посвященного индексам вязкости масел. Мне нет надобности полемизировать с предыдущим оратором по той простой причине, что у нас с ним нет существенных разногласий. Наоборот, точка зрения, высказанная Г. В. Виноградовым, по существу вопроса об индексах вязкости почти полностью совпадает с основными положениями моей статьи. Я хотел только обратить внимание на необходимость индексировать масла параметрами, которые имеют более или менее отчетливый физический смысл. Я сов- [c.224]

    Для количественного исследования процессов тепло- и массопереноса в пленке жидкости представляет интерес проследить влияние существенных параметров на примере конкретного процесса, например процесса отгонки жирных кислот из таллового масла. Для выявления влияния физических свойств рассматривались кипящие при сравнительно низких температурах кислоты с шестью углеродными атомами в молекуле, а также высококипящие кислоты С. д. Использовалось уравнение (VII.100) с четырьмя членами. Расчеты показали, что полином третьей степени дает удовлетворительную точность при О х 100 см. Характер из- [c.248]

    Механизм трения определяется физическими процессами в зоне соприкосновения деталей и связан с наличием пленки масла между контактирующими поверхностями. На рис. 1.13 показана качественная зависимость коэффициента трения [ от толщины смазывающей пленки /г = 8/Rz, где б — толщина пленки, Нг — параметр шероховатости.  [c.25]

    Жидкостное (гидродинамическое) трение рассматривается во многих монографиях, и в данной статье оно не будет затронуто. При жидкостном трении, когда имеется масляный слой достаточной толщины, основными рабочими параметрами являются вязкость масла и относительное движение трущихся поверхностей. Граничная смазка имеет место при высоких давлениях и малой скорости скольжения. Она характерна тем, что коэфициент трения практически не зависит от вязкости. Явления, наблюдаемые при граничной смазке, следует связывать скорее с другими физическими свойствами смазочного масла, но не с его вязкостью. В действительности же, они обусловлены совокупностью химических и физических свойств как самой смазки, так и смазываемой поверхности, [c.237]

    Совместимость масел с материалами уплотнений и изоляционными материалами. Масла часто находятся в контакте с пластиками и эластомерами при повышенных температурах. Это может привести к выщелачиванию или даже к растворению, так называемых, малостойких материалов и изменить их форму или прочность. Свойства масла могут сильно измениться и под действием растворенных веществ. Испытания на совместимость основаны на хранении строго стандартизованных образцов в испытуемом масле в течение определенного времени и последующей оценке формы, массы, внешнего вида, твердости, прочности, относительного удлинения, эластичности, изоляционных свойств и других параметров испытуемых образцов. Изменения в испытуемом масле оценивают также после испытаний с помощью физических, химических или спектроскопических методов. [c.242]

    Производственные сточные воды, содержащие всплывающие примеси (нефть, легкие смолы, масло и др.), очищают также путем отстаивания в специальных сооружениях, называемых нефтеловушками, смоло- и маслоуловителями. Расчетные параметры этих сооружений должны приниматься в зависимости от физических характеристик загрязняющих примесей и их концентрации. [c.33]

    Из формул (2.1) и (2.2) видно, что в шкале Гриффина — Дэвиса особая роль отведена числу 7 если HLB > 7, то ПАВ преимущественно растворим в воде, если HLB однозначно определяет некоторую физическую величину. Существенно, что, хотя и окольным путем, Дэвис пришел к связи ГЛБ с термодинамическим параметром — f o, непосредственно связанным с работой (свободной энергией) перехода ПАВ из одной фазы в другую. [c.10]

    Учитывая требования, предъявляемые к системам смазки, необходимо указать еще на некоторые соображения, которыми следует руководствоваться при выборе сорта масла. При выборе параметров системы смазки проектируемого двигателя не всегда обращают внимание на то, что теплоемкость масла в два раза, теплопроводность в три, а теплота парообразования примерно в десять раз меньше, чем воды. Эти физические свойства масла характеризуют его охлаждающую способность. Поэтому необходимо обеспечивать достаточно большой расход масла через двигатель. [c.161]

    Смазочное масло нагревается в теплообменнике типа труба в трубе . Масло поступает во внутреннюю стальную трубу с внутренним диаметром 27 мм, наружным 33 мм со скоростью 0,3 м сек при температуре 40° С, выходит при 70 С. В кольцевом пространстве между трубами содержится пар, конденсирующийся при 104 С. Коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося пара 10 ООО ккалЫ ч град. Найти нужную длину теплообменника. Масло имеет следующие средние физические параметры плотность 900 кг1м , теплоемкость 0,47 ккал1кг град, коэффициент теплопроводности 0,10 ккал1м ч град. [c.323]

    Я считаю, что 1) все параметры, характеризующие температурную кривую вязкости, можно отобразить одним числом, индицирующим данный тип масла. 2) Индекс вязкости не может быть рассматриваем как физическая константа-это должна быть некоторая условная характеристика масла, указывающая его место (по вязкостным свойствам) во всем том зяногообразии сортов масел, которые сейчас находят применен ге. 3) Не имеет смысла вычислять индекс вязкости с точностью до 0,05%. Однако американцы, а вслед за ними и наши советские специалисты дают индексы вязкости с четырьмя значащими цифрами. Индексы вязкости достаточно вычислять с двумя знаками. 4) Нельзя рассчитывать на успех классификации вязкостных свойств масел путем их сравнения с одним каким-то эталоном. Два эталона здесь также не помогут. [c.222]

    На пенообразование масел влияют их химические и физические свойства, а также некоторые параметры работы гидромеханической коробки передач (температура, давление, кратность циркуляции масла в системе и др.) на пенообразование могут влиять и присадки, добавляемые к маслу. Например, противоизносные присадки, относящиеся, как правило, к поверхностно-активным веществам, усиливают пенообразование . То же можно сказать и о загущающих пpи aдкax . [c.97]

    В настоящее время очень велико разнообразие систем и методов контроля технического состояния оборудования, основывающихся на различных физических принципах вибрационный контроль, включающий различные способы получения и обработки сигналов акустикоэмиссионный метод метод ударных импульсов анализ индикаторных диаграмм анализ параметров рабочего тела химический и спектральный анализ масла. Цель у них одна — дать объективную информацию о состоянии машины или установки. [c.16]

Трансформаторные масла

Название «трансформаторное масло» говорит нам о том, что этот продукт находит применение в силовых и измерительных трансформаторных установках, в реакторном оборудовании. Масло применяется и в масляных радиаторах, где являются средой для гашения дуги. Данный продукт – это нефтяная фракция, вырабатываемая в процессе перегонки сырой нефти. Нефть имеет различное происхождение, а потому обладают разными свойствами, которые в свою очередь оказывают влияние на свойства масла, производимого из сырья.

Основные марки трансформаторных масел:

Трансформаторное масло – это продукт, имеющий сложный состав. В нём содержатся углеводороды, имеющие средний молекулярный вес от 240 до 340 атомных единиц. К составным частям трансформаторного масла относятся следующие компоненты:

• Циклопарафины, составляющие около 70%;

• Углеводороды с ароматическим бензольным кольцом («арены») – около 15-20%;

• Парафины – составляют 10-15%;

• Асфальто-смолистые вещества – до 2%;

• Соединения, содержащие серу – менее 1%;

• Азотсодержащие вещества – менее 1%;

• Противоокислительные модификаторы — 0,5%;

• Нафтеновые кислоты – меньше 0,02%.

Какие же особенности присущи трансформаторным маслам и какие запросы к ним существуют?

К признакам, определяющим употребление данного продукта, можно отнести:

• Электроизолирующие качества;

• Противоокислительные свойства.

Рассмотрим подробнее отмеченные особенности трансформаторных масел.

Тангенс угла диэлектрических потерь рассчитывают с целью определения электроизолирующих качеств масла. Его диэлектрическая прочность зависит от наличия в его составе молекул воды и микроволокон. Качественное масло не содержит в себе никаких посторонних мехпримесей и воды. Подвижность масла в условиях холодов тесно взаимосвязана с температурой его застывания (ниже -45 °С). Способность трансформаторного масла к продуктивному отведению тепла учитывается в качестве важного фактора. Этому способствует низкая вязкость разнообразных марок масла при температуре вспышки от 95 °С до 150 °С. Масло выступает в конфронтации к процессу оксидирования. Это является архиважным признаком, дающим возможность сохранять признаки продуктивности масла в течение продолжительного отрезка времени. При производстве трансформаторных масел на территории РФ в их состав вводится противокислительная добавка, носящая название «ионол». Присадка с успехом взаимодействует с активными пероксидными радикалами, образующимися в ходе окислительной реакции углеводородов. Ионол позволяет увеличить период индукции, в течение которого действие антиокислителя позволяет прерывать цепочки окисления углеводородов. Однако затем происходит ослабление добавки. Это приводит к тому, что скорость окислительного процесса значительно возрастает, приближаясь к скорости окисления базового масла.

Становится понятным, что продолжительный период индукции ведёт к эффективной работе присадки. На действенность добавки также влияет углеводородный состав основного масла и включения других соединений, которые могут активировать процесс окисления трансформаторного масла. Процесс декапировки нефтяных дистиллятов позволяет снизить количество ароматических углеводородов, удалить соединения, не состоящие из углеводородов. Это ведёт к повышению прочности трансформаторного масла, активированного присадкой.

В 1982 году Международная электротехническая комиссия представила и ввела «Спецификацию на свежие нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей» (норматив 60 296). Согласно данному документу произведено подразделение продукта на несколько групп:

• Трансформаторные масла, застывающие при похолодании до -30 °С. Расходуется в тёплых регионах;

• Масла, созданные для работы в холодных областях. Застывают при понижении температуры окружающей среды ниже -45 °С;

• Трансформаторные масла, которые застывают при -60 °С. Разработаны с целью использования в полярных районах.

В артикулах можно встретить литеру «А», указывающую на присутствие в составе данного продукта ингибитора окислительного процесса.

Производимые в нашей стране масла подразделяют по сырью, из которого идёт производство и методам выработки:

• ТКп, вырабатываемое согласно ТУ 38.101890-81 из нафтеновых нефтей с малым содержанием серы, ректифицированных кислотно-щелочным методом. Данное масло содержит в качестве приставки ионол. ТКп успешно работает в установках с напряжением ниже 500 кВ;

• Трансформаторное масло, производимое по ГОСТ 10121-76 путём фенольного очищения нефтей, имеющих в составе соединения серы. Содержит в себе ионол. Работает в механизмах с напряжением ниже 220 кВ;

• Т-1500У, вырабатывается согласно ТУ 38.401-58-107-97 путём гидрирования и избирательного очищения из содержащих серу и парафины сортов нефтей. Масло включает в свой состав ионол. Используется в электрическом оборудовании, работающем при напряжении менее 500 кВ;

• Масло ГК, производимое согласно условиям «ТУ 38.1011025-85» из серо- и парафинсодержащих нефтей, ректифицированных в ходе гидрокрекинга. Потребляется в высоковольтных установках;

• Масло ВГ производят из сортов нефтей, содержащих парафин, очищенных при помощи гидрокатализа по данным ТУ 38.401978-98. Добавляется ионол. Работает в высоковольтных агрегатах;

• Масло АГК соответствуют данным «ТУ 38.1011271-89». Они имеют в своей основе парафинсодержащие сорта нефтей, подвергаемые гидрокрекингу. При выработке в масляный состав вводят ионол. Используется для заливки в трансформаторы, работающие в условиях северных холодов;

• Масло МВТ создаётся по данным «ТУ 38.401927-92» на основе содержащих парафин нефтей в ходе гидрокатализа, с введением противоокислительной добавки ионол. Применяется готовый продукт в масляных рубильниках, в трансформаторных установках.

Поверхностные слои трансформаторных масел при использовании нагреваются лишь до 95 °С при избыточной нагрузке в течение короткого промежутка времени. Трансформаторы оборудуются изоляционной системой (плёночной диафрагмой или азотной защитой), предохраняющей масло от контакта с молекулами кислорода. Известно, что кислород участвует в реакции окисления масла. Изъятие продуктов окисления масла с использованием адсорбирующих веществ, способствует удлинению его эксплуатационного срока. Он возрастает, если для производства оборудования использовать материалы без неподходящих примесей, ускоряющих процесс старения масла.

Важные физико-химические качества трансформаторного масла.

Следует отметить ряд плюсов данного продукта. Они не подвержены горению, не оказывают токсического действия, не разрушают озоновый слой и являются биологически разлагаемым продуктом.

Какие же свойства масла принимаются во внимание? 

Во-первых, плотность, составляющая в норме (0.84-0.89)×103 кг/м3 .Следующий показатель – вязкость, важная с точки зрения высокой электрической плотности трансформаторного масла. Выполнение функции охлаждения в трансформаторном оборудовании и роли движущей среды для деталей привода выключателей, требуется невысокая вязкость масла. Иначе механизмы перегреваются, а выключатели не имеют возможности производить разрыв электродуги в положенное время. Подбирается некий «усреднённый» вязкостный показатель для разных видов масел. Кинематическая вязкость, составляющая приблизительно 30×10-6 м2/с. Замер производится при +20 °С.

С 1997 года существует акт «РД 34.45-51.300-97» – «Объём и нормы испытаний электрооборудования», который регулирует содержание воды, воздуха, посторонних включений в масле для трансформаторных установок, имеющего плёночный или азотный протектор. Допустимое превышение массовой доли воздуха в объёме масла равняется 0.5%, воды 0,001%. Возрастание нормальных показателей масла вызывает необходимость его регенерации или ликвидирование факторов регресса показателей. В документе приводятся показатели, при достижении которых следует произвести полное замещение всего объёма продукта.

В трансформаторах, не имеющих плёночной защиты, и в открытых вводах массовая доля воды может составлять до 0,0025%.

Регулируется также допустимое количество примесей. Для установок, функционирующих при напряжении менее 220 кВ, класс чистоты масла должен соответствовать 11-му классу, а в установках, работающих при напряжении в сети более 220 кВ — не ниже 9-го класса.

Величину пробивного напряжения трансформаторного масла учитывают до и после заливания в машины. Оно может снижаться на 5 кВ.

Допускается снижение класса чистоты продукта на 1 единицу, а повышение количества воздуха может составить максимум 0,5%.

Рассмотрим принимаемые во внимание температурные показатели для трансформаторного масла.

«Температурой застывания» называется величина, при которой загустение масла достигает степени, когда уровень застывшего масла в пробирке, наклонённой под 45 °С , на протяжении одной минуты остаётся постоянным. Данный признак играет важную роль для масляных выключателей. Требуется, чтобы консистенция свежего масла была неизменной при -45 °С, а в южных регионах при -35 °С. Арктические сорта трансформаторных масел сохраняют свою консистенцию до -65 °С. Но при этом до +90 °С снижается температура их вспышки.

Что же показывает нам данный признак? «Температурой вспышки» называют значение, при котором пары нагреваемого в тигле масла контаминируют с молекулами воздуха, и полученная смесь вспыхивает в присутствии открытого огня. Оговоримся, что за время вспышки масло не прогревается и не загорается. Нормальное трансформаторное масло не вспыхивает при нагреве менее, чем 135 °С.

Дальнейшее повышение температуры ведёт к возгоранию масла. Температурой воспламенения именуется такое его значение, при котором происходит воспламенение и горение масла в течение пяти секунд.

«Температура самовоспламенения» – это термин для обозначения температуры возгорания масла в закрытом тигле при наличии воздуха, но при отсутствии открытого пламени. В норме трансформаторное масло не воспламеняется при нагреве до 400 °С.

На какие ещё характеристики следует обратить внимание? 

Теплопроводность масла невелика (менее 0,14 Вт/м×К) и имеет тенденцию к снижению при изменении температуры.

Теплоёмкость же растёт до 2,5кДж/(кГ×К) при повышении температуры.

При определении требуемых размеров для расширительного бака трансформаторного оборудования учитывается коэффициент теплового расширения масла, который равняется 6.5×10-4 1/К.

Удельное сопротивление продукта снижается в процессе прогревания. Его нормальная величина составляет 5×1010 Ом×м при 90 °С.

Диэлектрическая проницаемость масла подвержена минимальным колебаниям от 2,1 до 2,4. Тангенс угла диэлектрических потерь возрастает с появлением в составе посторонних примесей. В норме, при нагреве до 90 °С, данный показатель составляет 2×10-2.

Величина нормальной диэлектрической прочности масла составляет 280 Кв/см, а пробивного напряжения около 70 кВ.

Масла способны адсорбировать и выводить частички газов, что учитывается в процессе распознавании примет зарождения брака в обмотке трансформаторных установок методом хроматографии.

Как продлить время службы трансформаторного масла? 

Масла экстракласса могут бессменно эксплуатироваться около 25 лет. Но стандартный продукт приходится очищать спустя один год, по прошествии пяти лет, его следует подвергать регенерации.

Однако существует ряд процедур, продлевающих срок эксплуатации данного продукта:

• Устранение контакта масла с атмосферой посредством установления маслорасширителей с поглотителями воды и кислорода, выдавливание воздуха из состава масла;

• Недопущение перегревания масла в ходе эксплуатации;

• Систематическое очищение масла от включений воды и шлама;

• Непрерывное процеживание масла;

• Ввод в состав масла противоокислительных присадок.

Каким образом восстанавливают отработанное трансформаторное масло? 

Восстановление эксплуатационных качеств масла проводят различными способами:

• Механически – когда проводят элиминацию молекул воды и частичек твёрдых примесей;

• Теплофизическим – при котором производится выпаривание, перегонка масла в вакууме;

• Физико-химическим – проводят коагуляцию, адсорбцию масла.

Выход масла после восстановления составляет около 90% от объёма сырья. Следовательно, отработанный продукт с успехом можно подвергать процессу регенерации один – два раза. Затем масло следует заменить полностью.

Удельная теплоёмкость — урок. Физика, 8 класс.

Для того чтобы нагреть на определённую величину тела, взятые при одинаковой температуре, изготовленные из различных веществ, но имеющие одинаковую массу, требуется разное количество теплоты.

Пример:

Для нагревания \(1\) кг воды на \(1 \)°C требуется количество теплоты, равное \(4200\) Дж. А если нагревать \(1\) кг цинка на \(1\) °C, то потребуется всего \(400\) Дж. 

Удельная теплоёмкость вещества — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать веществу массой \(1\) кг для того, чтобы его температура изменилась на \(1~°C\).
\([c]=1\frac{Дж}{кг \cdot °C}\).

Пример:

По таблице удельной теплоёмкости твёрдых веществ находим, что удельная теплоёмкость алюминия составляет \(c(Al)=920 \frac{Дж}{кг \cdot °C}\). Поэтому при охлаждении \(1\) килограмма алюминия на \(1\) градус Цельсия (\(°C\)) выделяется \(920\) джоулей энергии. Столько же необходимо для нагревания \(1\) килограмма на алюминия на \(1\) градус Цельсия (\(°C\)).

Ниже представлены значения удельной теплоёмкости для некоторых веществ.

Твёрдые вещества

Жидкости

Газы (при постоянном давлении и температуре \(20\) °С)

Удельная теплоемкость реальных газов, в отличие от идеальных газов, зависит от давления и температуры. И если зависимостью удельной теплоемкости реальных газов от давления в практических задачах можно пренебречь, то зависимость удельной теплоемкости газов от температуры необходимо учитывать, поскольку она очень существенна.

Обрати внимание!

Удельная теплоёмкость вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях, различна.

Пример:

Вода в жидком состоянии имеет удельную теплоёмкость, равную \(4200\) Дж/(кг·°С), в твёрдом состоянии (лёд) — \(2100\) Дж/(кг·°С), в газообразном состоянии (водяной пар) — \(2200\) Дж/(кг·°С).

Вода — вещество особенное, обладающее самой высокой среди жидкостей удельной теплоёмкостью. Но самое интересное, что теплоёмкость воды снижается при температуре от \(0\) °С до \(37\) °С и снова растёт при дальнейшем нагревании.

В связи с этим вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из окружающей среды огромное количество теплоты. А зимой вода остывает и отдаёт в окружающую среду большое количество теплоты. Данное явление оказывает на климат данного региона. Летом здесь нет изнуряющей жары, а зимой — лютых морозов.

Высокая удельная теплоёмкость воды нашла широкое применение в различных областях: от медицинских грелок до систем отопления и охлаждения.

Не задумывались ли вы, почему воду используют при тушении пожаров? Из-за большой теплоемкости. При соприкосновении с горящим предметом вода забирает у него большое количество теплоты. Оно значительно больше, чем при использовании такого же количества любой другой жидкости.

Помимо непосредственного отвода тепла, вода гасит пламя ещё и косвенным образом. Водяной пар, образующийся при контакте с огнём, окутывает горящее тело, предотвращая поступление кислорода, без которого горение невозможно.

Какой водой эффективнее тушить огонь: горячей или холодной? Горячая вода тушит огонь быстрее, чем холодная. Дело в том, что нагретая вода скорее превратится в пар, а значит, и отсечёт поступление воздуха к горящему объекту.

Электротехнические масла — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электротехнические масла надо всегда поддерживать чистыми и очень сухими, чтобы избежать снижения электрического сопротивления. Незначительные следы загрязнений в масле могут существенно повысить уровень его проводимости. По этой причине электротехнические масла всегда транспортируют в специально приспособленных автомашинах. Это устраняет опасность загрязнения электротехнических масел прн перевозках.  [c.80]

Загрязнение водой из-за ее высокой проводимости является большой проблемой при эксплуатации электротехнических масел. Для удаления мельчайших следов воды применяют специальную вакуумную обработку. По типовому процессу обработки масло нагревают, впрыскивают в установку и выдерживают в условиях низкого вакуума, вследствие чего точка кипения присутствующей воды снижается до 7—10 °С. При этих условиях вода испаряется из тонко распыленной струи нагретого масла. После такой обработки масло обладает очень высокой диэлектрической прочностью, достаточной для эксплуатации в качестве изоляционного и охлаждающего агента. Вследствие сложности очистки, обработки и доставки электротехнического масла наполнение маслом системы надо производить очень тщательно. Необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы избежать загрязнения масла во время заполнения или при эксплуатации, ревизии и ремонте.  [c.80]

Доступ загрязнений в трансформатор значительно ухудшает качества диэлектрика и уменьшает срок его службы. Силовые трансформаторы проектируют с расчетом сведения к минимуму возможности попадания загрязнений как в процессе изготовления трансформатора, так и во время его эксплуатации. Если вода загрязнит трансформатор, то следы влаги могут медленно диффундировать в трансформаторное масло. На коэффициент диффузии влияют физические параметры масла (например, температура, скорость циркуляции) и химическое состояние (масло свежее или окисленное за время эксплуатации). Распространенный метод приблизительной оценки загрязнений электротехнического масла состоит в опытном определении электрического пробоя масла. При содержании загрязнений, выражающемся в долях миллиона, резко меняется величина электрического пробоя. Очевидно, что перед испытанием надо тщательно отбирать образцы, учитывая их резко выраженную чувствительность к загрязнениям.  [c.80]

Электротехническое масло используют также для заполнения электрических силовых кабелей, прежде всего для обеспечения электроизоляции. От масла требуется высокое удельное электрическое сопротивление. Как следствие, масло должно иметь  [c.80]

Весьма существенно хранить все продукты в сухой атмосфере, чтобы избежать попадания в них влаги. В большей части чистых промышленных масел содержание влаги не превышает 50 частей на миллион, а в электротехнических маслах еще меньше. По этой  [c.104]

Теплоемкость и теплопроводность имеют большое значение в операциях термообработки и в других случаях, когда происходит процесс теплопередачи. Примером являются масла-теплоносители, как и электротехнические масла, применяемые в качестве охлаждающих сред. Диапазон удельной теплоемкости большей части минеральных масел 1,68—2,94 Дж/(кг-°С) точные значения зависят преимущественно от температуры масла. Теплопроводность масла тоже зависит от температуры и обычно находится в диапазоне 0,13—0,11 Вт/(м-°С).  [c.120]

Охлаждающая способность и электротехнические свойства электротехнического масла весьма важны. К ним относятся диэлектрическая прочность, характеристики напряжения пробоя.  [c.120]

Текстолит конструкционный электротехнический А и Б применяют для изготовления деталей электроизоляционного и конструкционного назначения, работающих в трансформаторном масле и на воздухе при температуре —60ч-+70°С.  [c.360]

Контрольные испытания нередко практикуются и на предприятиях, применяющих изоляционные материалы и изделия для производства приборов, аппаратов, машин и других электротехнических устройств. Эти испытания проводятся также в научно-исследовательских организациях и лабораториях при разработке новых конструкций. Наконец, контрольными испытаниями занимаются и эксплуатационные организации, которым приходится проверять поступающие для оборудования изоляционные материалы (например, испытания нового трансформаторного масла на электрической подстанции).  [c.6]

Химическая стойкость электроизоляционных материалов имеет особо важное значение в условиях эксплуатации, связанных с использованием изоляции в атмосфере, содержащей различные химические вещества, или с непосредственным воздействием химических веществ, их растворов, паров и т. п. Твердые электроизоляционные материалы, применяемые в маслонаполненных трансформаторах, конденсаторах и электрических аппаратах, должны быть стойкими к действию нефтяного масла. Изоляция, пропитываемая или покрываемая лаками и эмалями, не должна повреждаться от действия содержащихся в них масел и растворителей. Изоляция корабельных электротехнических установок должна быть рассчитана на воздействие влажного воздуха, насыщенного морскими солями. Все это подтверждает необходимость определения химической стойкости электроизоляционных материалов, используемых в указанных условиях. Методы определения стойкости пластмасс к действию химических сред изложены в ГОСТ 12020—72. Стандарт не распространяется на пенистые и пористые материалы. Стойкость пластмассы оценивается по изменению массы, линейных размеров, механических. свойств стандартных образцов в ненапряженном  [c.179]

Электротехнический картон марок ЭВ, ЭМ применяется на воздухе и в масле. Выпускается толщиной 0,5ч-5 мм.  [c.128]

Электротехнические детали аппаратуры, работающие в контакте с маслами и бензином, при, требовании повышенной дугостойкости  [c.53]

Мазутное хозяйство, маслосистемы котлотурбинного цеха и электротехнического оборудования, гаражи являются источниками попадания нефтепродуктов в сточные воды ТЭС. Обычно такие воды содержат мазут, смазочные и изоляционные масла, бензин в суммарной концентрации от 30 до 200 мг/дм (среднее расчетное значение  [c.231]

С повышением вязкости минерального масла уменьшается коэффициент трения и улучшается работа подшипников опор, но при этом ухудшается качество поверхности полос и снижается охлаждающая способность масла. При прокатке электротехнических и углеродистых сталей, когда необходимо обеспечить эффективное охлаждение валков, целесообразно использовать эмульсии.  [c.180]

Для штамповки электротехнических сталей используют трансформаторное масло.  [c.217]

Кроме того, пластификатор не должен извлекаться- водой, горячим маслом, растворителем и др. он не должен быть токсичным, раздражать кожу и обладать неприятным запахом.. Пластификаторы для изоляционных лаков должны еще иметь хорошие электротехнические показатели.  [c.433]

Стержни электротехнические текстолитовые круглые (ГОСТ 5385-74, коды ОКП 3491130201—3491130203) — изделия из хлопчатобумажной ткани, пропитанной фенолформальдегидной смолой резольного типа и изготовляемые в виде стержней посредством горячего прессования. Применяются для длительной работы в трансформаторном масле при температуре от —65 до +105 С и на воздухе при тех же рабочих температурах в условиях относительной влажности 45—75 % при 15— 35 С.  [c.167]

Несколько десятилетий тому назад вопрос выбора электротехнических материалов для тех или иных электрических устройств был сравнительно простым. Часто в качестве электротехнических материалов использовались материалы, применявшиеся в других областях промышленности. Так, в электроизоляционной технике широкое применение находили материалы природного происхождения древесина, хлопчатобумажное волокно, шелк, растительные масла, натуральный каучук, природные смолы, каменные породы и др.  [c.4]

Ориентировочные значения удельной теплоемкости с некоторых материалов при нормальной температуре электротехнический фарфор—900, органические полимеры 1200-— 2200, нефтяные электроизоляционные масла 1800—2500, германий — 350, кремний -700, медь—38S, алюминий — 920 Дж/(кг-К). Весьма высокую удельную теплоемкость — около 4200 Дж/(кг-К) — имеет вода.  [c.40]

Для электротехнического оборудования широкого применения Для работы на воздухе при нормальных условиях и в трансформаторном масле  [c.331]

Масло трансформаторное. … 15-20 135 0.84-0.92 Фарфор электротехнический 20 1200 2.4  [c.116]

Выпускается несколько марок фибры, в том числе фибра электротехническая ФЭ, применяемая в качестве изоляционного материала, и фибра прокладочная КГФ. При пропитывании фибры смесью касторового масла и глицерина получается мягкая фибра, пригодная для уплотнительных прокладок.  [c.227]

Катушка состоит из сердечника 15, набранного из отдельных полосок электротехнической стали, изолированных между собой окалиной. Между сердечником 15 и латунной вставкой установлена пружина 3 для надежного контакта с проводником 9. На сердечник надета изоляционная трубка, на которой намотана вторичная обмотка 13. На вторичную обмотку надета катушка 12 первичной обмотки, концы которой помещены в изолированные трубки 6 и присоединены один к клемме 4, второй — к клемме ВК. Вторичная обмотка одним концом соединена с первичной обмоткой, а вторым — с латунной вставкой 20. Для усиления магнитного поля вокруг вторичной обмотки поверх обмоток установлен кольцевой магнитопровод 10. Все детали катушки помещены в корпусе и изолированы от него снизу фарфоровым изолятором 14, а сверху карболитовой крышкой 2. Между корпусом и крышкой имеется резиновая прокладка 5. Внутрь катушки залито трансформаторное масло 11, которое обладает изоляционными каче-62  [c.62]

Благодаря хорошим электротехническим свойствам (табл. 15.7) силиконовые масла применяются для трансформаторов и масляных выключателей.  [c.750]

Электротехнический текстолит согласно ГОСТ 2910—54 выпускают марок А, Б, ВЧ, Г иСТ в виде листов и плит размерами 400 X X 400 X 0,5 4-50 ммп более. Используют его в основном как конструкционный и электроизоляционный материал для работы в трансформаторном масле и на воздухе с температурой от —60 до +70° С.  [c.638]

В начальный период развития электротехники для электрической изоляции применяли только природные полимерные материалы хлопчатобумажную и шелковую пряжу, бумагу, картон, битумы, натуральные смолы, масла и др. Однако по мере развития электротехники непрерывно повышались требования к электроизоляционным материалам в отношении термостойкости, электрической прочности, влагостойкости и др. Удовлетворить эти требования стало возможным благодаря появлению синтетических полимерных материалов. Применение синтетических диэлектриков сыграло решающую роль в создании современных электротехнических изделий.  [c.5]

Электротехнические масла также передают теплоту, но по функциям отличаются от описанных выше. Электротехнические масла отводят теплоту, выделяющуюся в электрических трансформаторах, выключателях и пускателях электродвигателей. Они действуют так же как электроизоляционный материал. Для эффективного расссеяния теплоты вязкость электротехнических масел должна быть низкой, чтобы в масле могли легко возникать конвекционные токи, обеспечивающие максимальный охлаждающий эффект. Трансформаторное масло и масло для электрических выключателей, которые используют в установках, расположенных на открытом воздухе, иногда эксплуатируют при очень низких температурах. При этом важно, чтобы масло оставалось текучим для сохранения его охлаждающей способности. В данном случае используют масла нафтенового класса, имеющие низкую точку застывания и хорошие вязкостные свойства при низкой температуре. Электротехнические масла всегда хорошо очищают, чтобы обеспечить требующийся длительный срок службы без использования присадок.  [c.79]

Характерными свойствами фторорганических жидкостей явл5потся малая вязкость, низкое поверхностное натяжение (что благоприятствует пропитке пористой изоляции), высокий температурный коэффициент объемного расширения (значительно больший, чем у других электроизоляционных жидкостей), сравнительно высокая летучесть. Последнее обстоятельство требует герметизации аппаратов, заливаемых фторорганическими жидкостями. Фторорганические жидкости способны обеспечивать значительно более интенсивный отвод теплоты потерь от охлаждаемых ими обмоток и магнитопроводов, чем нефтяные масла или кремнийорганические жидкости. Существуют специальные конструкции малогабаритных электротехнических устройств с заливкой фторорганическими жидкостями, в которых для улучшения отвода теплоты используется испарение жидкости с последующей конденсацией ее в охладителе и возвратом в устройство кипящая изоляция) при этом теплота испарения отнимает от охлаждаемых обмоток, а наличие в пространстве над жидкостью фторорганических паров, в особенности под повышенным давлением, значительно увеличивает электрическую прочность газовой среды в аппарате.  [c.131]

Теплоемкость С [Дж/ (кг- К)1 вещества определяет то количество теплоты Q (Дж), которое необхрдимо для нагрева тела массой т (кг), от температуры Т,, до Т (К) и входит в уравнение Q Ст (Т— То). Время нагрева или охлаждения электроизоляционных конструкций зависит от теплоемкости используемых в них материалов, теплоемкость определяет количество теплоты, необходимой для их нагрева в ходе технологии изготовления и целый ряд других процессов. Удельная теплоемкость некоторых диэлектриков при нормальных температурах имеет значения щелочные алю-мосиликатные стекла — 300—1000 Дж/(кг-К), электротехнический фарфор и стеатит — 800—900, органические полимеры -1200—2200, нефтяные электроизоляционные масла — 1800—2501). вода — 4200 Дж/(кг- К).  [c.187]

Кроме трансформаторного масла в электротехнической промышленности находят применение другие виды нефтяных масел. К ним относятся конденсаторные, кабельные и масла для масляных выключателей и контакторных усфойств регулирования напряжения под нагрузкой.  [c.198]

Хорошо растворяют жиры и масла. Толстые слои консервационНык масел ими быстро удаляются. Органические вещества обладают диэлектрическими свойствами, благодаря чему их используют при мойке деталей электротехнической аппаратуры, а также деталей сложной конфигурации. Остатки органического растворителя, которые задержались в порах, внутренних частях и других малодоступных местах, быстро испаряются на воздухе, не оставляя следов.  [c.42]

На основе бумажного наполнителя (пропитанная или лакированная бумага) изготовляют также слоистые изделия цилиндрической формы трубки, стержни и цилиндры. Трубками называют изделия с внутренним диаметром не более 80 мм, цилиндры выпускают диаметром 2000—3000 мм. Бумажно-бакелитовые трубки и цилиндры из лакированной бумаги выпускают по ГОСТу 8726—58, их применяют в электротехнических устройствах при температуре от —40 до 105° С при нормальной влажности и в трансформаторном масле. Бумажно-бакелитовые цилиндры и трубки электротехнические изготовляют следующих марок ЦБ — цилиндры бумажнобакелитовые ТБ — трубки бумажно-бакелитовые ТБ/П — трубки с нормированной электрической прочностью вдоль слоев (для переключающих устройств трансформаторов).  [c.25]

Эластичность резины 242 Эластичность пленки 191 Электродные материалы 275 Электроды сварочные 42 Электроизоляционная асбестовая бумага 267 Электроизоляционные бумаги и картон 295 Электроизоляционные масла 306 Электроизоляционная резина 244, 246. стеклоткань 275 Электрокорунд искусственный 266 Электролюминофоры 227 Электронагреватели 43 Электропроводная резина 246 Электропроводящее стекло 274 Электросварочные флюсы 275—276 Электротехнические стали и сплавы 37—41 Электрофорезная бумага и картон 297 Элементарный графит 269 Эльбор 265  [c.348]

На отечественных станах применяются минеральные масла И-12А, И-20А и др. На импортных двадцативалковых станах при прокатке полос из нержавеющих и электротехнических сталей, а также прецизионных сплавов, применялись смазки Генерекс-25, Генерекс-26, Соменатор Н-60 и эмульсол Квакер Ойл 7016 (табл. 46). В СССР разработаны и внедрены равноценные заменители смазки Т-7П, Т-6П, ТМС-6 (табл. 46 и 47) и эмульсол Т [244—246].  [c.178]

Ленты из электротехнической стали толщиной 0,05—0.08 мм хорошо защищает масло И-50А с добавками 2 % ингибитора коррозии ИМ (ПРАНА) [263].  [c.181]

Трайдел — см. Волокно триацетатное Трансформаторная сталь — см. Электротехническая листовая сталь Трансформаторное масло 1—280, 282  [c.523]

Изготовление композиционных электроизоляционных материалов Для р.зботы на воздухе при повышенной влажности. Допускается работа в горячем трансформаторном масле Изготовление композиционных электроизоляционных материалов Для работы на воздухе при повышенной влажности (включая тропические условия) Изготовление композиционных электроизоляционных материалов Для изоляции электротехнических устройств Полупроводящая, для работы на воздухе при температуре до 180°С Для работы при —100-г-+250  [c.272]

Электротехнические и радиоте> нические изделия общего назначения, для напряжений до 660 В, постоянного и переменного частотой 50 Гц, работающие в закрытых помещениях без агрессивных паров и газов при температуре от —50 до +.105 °С. Изоляция токоведущих элементов выводных концов и внутримашинных соединений. Изоляция проводов, работающих в трансформаторном масле  [c.298]

Детали электротехнического назначения для рааботы в трансформаторном масле  [c.17]

Гетинакс листовой электротехнический для нормальной частоты А, Б, Вс, Г, Д для высокой частоты — Ав, Бв, Гв, Дв. Бумажные листы, пропитанные фенолоформальде-гидными смолами ГОСТ 2718-154, Э2, Т, П, ПР Для панелей, распределительных устройств, деталей крепления токопроводящих частей, работающих при температурах от —60 до -f 105° С. А — для работы в трансформаторном масле Б — для работы в трансформаторном масле, но с повышенной электропрочностью вдоль слоев Вс — для светопрочных деталей Г для условий повышенной влажности Д — для работы на воздухе ГП  [c.746]

Партией считают количество деталей одного типа и размера, поставляемых одновременно, по не более 50 ООО шт. Контрольной проверке на соответствие деталей требованиям стандарта подвергают 0,1% деталей от партии, но не менее 20 шт. в части формы, внешнего вида и электротехнических качеств и не менее 5 шт. в части их стойкости к действию масла, бензина и температуры. Качество п.ластмассы удостоверяется заводом-изготовителем в сопроводительных документах. В случае несоответствия деталей требованиям стандарта, обнаруженного при контрольной проверке, обычным порядком производится повторная проверка удвоенного количества образцов и браковка партии.  [c.307]

В отличие от цинкфосфатных электроизоляционных пленок огнеупорные изоляционные фосфатные пленки получают нанесением соответствующего раствора (Бондер 189 и 190) на поверхность электротехнической листовой стали — в виде полос или ленты. Раствор наносят на обе стороны листа. Пройдя зону предварительного нагрева для удаления влаги из нанесенного раствора, лист попадает в печь непрерывного действия, где он подвергается в атмосфере азота нагреванию в течение 40—60 сек до 550—700 °С. При эуом возникает быстрая (15 —30 сек) реакция между металлом и фосфатирующим составом, в результате которой и образуется жаропрочная изоляционная аморфная фосфатная пленка она состоит из фосфатов щелочноземельных металлов и образует слегка блестящую сероватого цвета поверхность. Пленка устойчива к влаге, маслам и к истиранию, выдерживает нагрев до 800—900 °С. Толщина изоляционной пленки обычно составляет 2—4 мкм и находится в зависимости от толщины нанесенного слоя фосфатирующего раствора. Электроизоляционные и антикоррозионные свойства жароустойчивой пленки выше цинкфосфатных пленок соответствующей б л.  [c.55]

Характеристики минерального турбинного масла

ФУНКЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ТУРБИННЫМИ МАСЛАМИ

Основными функциями, которые выполняют турбинные масла, являются смазка подшипников турбоагрегата и отвод тепла от его рабочих поверхностей. Особенно это касается лопаток, на которые воздействует рабочее тело (газ или пар), имеющее очень большую температуру. Холодильные масла позволяют одновременно отводить тепло и смазывать поверхности, упрощая систему жизнеобеспечения турбины. 

К вспомогательным функциям турбинных масел можно отнести смазку обеспечивающих механизмов, работу в гидравлических и циркуляционных системах. Ввиду высокой ответственности масло, использующееся во вспомогательных механизмах турбоагрегата, также должно иметь особые рабочие свойства. Их можно получить, лишь используя качественное сырье и особые технологии производства. 

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ТУРБИННЫХ МАСЕЛ

Основными свойствами, которыми должны обладать турбинные масла: 

• Они должны образовывать смазывающую пленку особой прочности.
• Не образовывать эмульсию из масла и воды, неизбежно проникающей в систему смазки.
• Иметь высокую удельную теплоемкость для эффективного отвода тепла.
• Надежно защищать металлические детали от коррозии.
• Оно должно быть устойчиво к процессам окисления, длительно сохранять свои рабочие свойства.

ЧТО ВЛИЯЕТ НА РАБОЧИЕ СВОЙСТВА ТУРБИННЫХ МАСЕЛ?

Работа турбины сопровождается образованием большого количества шлама, попаданием на рабочие поверхности и в систему смазки воды или других технических жидкостей. Не исключено образование грязевых отложений в маслопроводах, если используется недостаточно качественное масло. По статистическим данным почти четверть всех тяжелых поломок турбоагрегатов связаны с недостаточно эффективными и своевременными мерами по их очистке, приводящим к потере маслами их рабочих свойств. Кроме того, сорт турбинного масла должен точно соответствовать техническим условиям эксплуатации турбоагрегата.

Важность мониторинга трансформаторного масла | Музей энергетики

Очень важно следить за состоянием трансформаторного масла. Периодические испытания трансформаторного масла необходимы для обеспечения безопасного, экономичного, бесперебойного и бесперебойного электроснабжения.

Электростанции могут быть далеко от центров нагрузки, как в случае гидроэлектростанций, или они могут находиться в густонаселенных районах, как в случае паровых электростанций. Сеть передачи неизбежна. Длинные и высоковольтные линии электропередачи необходимы для передачи огромных объемов энергии от источников генерации к центрам нагрузки, для соединения электростанций с целью повышения надежности электроснабжения, большей стабильности системы и уменьшения количества резервных электростанций и, следовательно, более дешевой электроэнергии. Между электростанциями и приемными подстанциями и конечными потребителями стоят трансформаторы мощностью от сотен МВА до сотен кВА и даже меньше (распределительные трансформаторы). На передающем конце установлены повышающие трансформаторы, а на приемном конце — понижающие трансформаторы. Если что-то пойдет не так с любым трансформатором, это повлияет на очень большую площадь. Поэтому очень важно следить за исправностью трансформатора, который отвечает за бесперебойное питание.

Линии передачи и автоматические выключатели также вносят свой вклад в то же самое, но практически слабым звеном является трансформатор. Как мы все знаем, минеральное изоляционное масло на нефтяной основе используется в трансформаторе в качестве охлаждающей жидкости и диэлектрической среды, то есть масло используется для создания охлаждающего эффекта, а также для обеспечения изоляции. Загрязненное масло или испорченное масло может привести к отключению трансформатора или выходу из строя трансформатора или, в худшем случае, к вздутию / разрыву трансформатора. Очень важно следить за состоянием трансформаторного масла. Периодические испытания трансформаторного масла необходимы для обеспечения безопасного, экономичного, бесперебойного и бесперебойного электроснабжения. Для мониторинга состояния трансформаторного масла используются приборы тангенс 3-м

Масло в трансформаторе служит двойной цели: изоляции и охлаждения. Все масла, как правило, являются хорошими изоляторами, но животные и растительные масла не подходят для использования в трансформаторах, поскольку они имеют тенденцию к образованию разрушительных жирных кислот, которые разрушают волокнистые материалы, которые обычно используются в качестве изоляции обмоток. Масло, которое широко используется, называется трансформаторным маслом и представляет собой минеральное масло, полученное путем фракционной перегонки сырой нефти.

Изоляционное масло, используемое для трансформаторов, соответствует следующим требованиям.

• Обеспечивают высокую электрическую прочность.
• Обеспечивает хорошую передачу тепла.
• Имеют низкий удельный вес — в масле с низким удельным весом частицы, которые стали взвешенными в масле, будут оседать на дне резервуара более легко и с большей скоростью, что помогает маслу сохранять свою однородность.
• Имеют низкую вязкость — масло с низкой вязкостью, то есть с большей текучестью, будет охлаждать трансформаторы с гораздо большей скоростью.
• Обладают низкой температурой застывания — масло с низкой температурой застывания перестает течь только при низких температурах.
• Имеют высокую температуру воспламенения.

Порча масла

Износ масла начинается с момента его заливки в трансформатор из-за старения и окисления. Масло выделяет нежелательные продукты, такие как кислоты, шламы, влага и т. д. Трансформаторное масло может испортиться при нормальных условиях эксплуатации.

В некоторых случаях масло контактирует с воздухом. Следовательно, оно склонно к окислению, что ускоряется присутствием катализаторов.

Как следствие, масло темнеет по цвету, и содержание кислоты в нем начинает увеличиваться, тем самым увеличивая шлам и, следовательно, вызывая увеличение других электрических свойств, что в конечном итоге сокращает срок службы трансформатора.

Некоторые свойства изоляционного масла очень важны.

• Низкая вязкость.
• Низкая температура застывания.
• Высокая температура воспламенения.
• Превосходная химическая стабильность.
• Высокая электрическая прочность.

Есть также некоторые другие свойства, которые могут быть менее важными, но в отношении которых, тем не менее, было бы желательно высказать свое мнение при их определении.

Это включает:

• Высокая удельная теплоемкость.
• Высокая теплопроводность.
• Хорошая импульсная сила.
• Высокая или низкая диэлектрическая проницаемость в зависимости от предполагаемого использования.
• Высокая или низкая абсорбция газа в зависимости от предполагаемого использования.
•  Низкая растворяющая способность.
• Низкая плотность.
•  Хорошие свойства гашения дуги.
•  Нетоксичность

Статическая электрификация трансформаторного масла

Когда изолирующее масло течет через изоляционные каналы в силовых трансформаторах, разделение заряда происходит на границе раздела бумаги и масла. В результате изолирующее масло и поверхность твердых материалов заряжаются, и в масле или на границе раздела изолирующих материалов возможен диэлектрический пробой. Обнаружено не менее десятка полевых отказов крупных силовых трансформаторов с принудительным масляным охлаждением. Эти отказы не были связаны с какой-либо конкретной конструкцией трансформатора или типом масла.

Мутность масла может быть связана с взвешенной влагой или отложениями, такими как оксид железа или шлам.
• Масло темно-коричневого цвета может указывать на присутствие растворенных асфальтенов.
• Зеленый цвет указывает на присутствие растворенных соединений меди, и можно ожидать быстрого ухудшения качества масла.
• Едкий кислотный запах указывает на присутствие летучих кислот, которые могут вызвать коррозию.
• Минеральное углеводородное масло, полученное из сырой нефти, разлагается в результате различных процессов.

Процесс окисления начинается, когда небольшое количество масла химически соединяется с растворенным в масле кислородом (из воздуха), что приводит к образованию следов органических кислот. Диоксид углерода (CO2) выделяется преимущественно при окислении.

Удельная теплоемкость некоторых жидкостей

Удельная теплоемкость некоторых обычно используемых жидкостей приведена в таблице ниже.

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов и продуктов питания, металлов и полуметаллов, обычных твердых веществ и других обычных веществ, а также значения молярной теплоемкости обычных органических и неорганических веществ.

Масло

0,4

Гидрат калия

2 1,30 Тулуол

• 1 кДж / (кг K) = 1000 Дж / (кг ^o C) = 0,2389 ккал / (кг ^o C) = 0,2389 Btu / (фунт _м ^o F)
• T ( ^o C) = 5/9 [T ( ^o F) — 32]

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных твердых веществ и других обычных веществ.

Энергия нагрева

Энергия, необходимая для нагрева продукта, может быть рассчитана как

q = c _p m dt (1)

, где

q = необходимое количество тепла (кДж)

c _p = удельная теплоемкость (кДж / кг K, кДж / кг ^o C)

dt = разница температур (K, ^o C)

Пример — Требуемое тепло для повышения температуры i Вода

10 кг воды нагревается от 20 ^o C до 100 ^o C — разница температур 80 ^o C (K) .Требуемое тепло можно рассчитать как

q = (4,19 кДж / кг K) ( 10 кг ) (80 ^o C)

= 3352 кДж

Измерение охлаждающего эффекта трансформаторного масла

Трансформаторное масло долгое время служило двум целям: охлаждению и изоляции. Мы видим, что большие трансформаторы в стальном корпусе, подключенные к электрической сети, заполнены трансформаторным маслом, которое циркулирует через ребра радиатора для отвода тепла в окружающий воздух.В мире хакеров мы используем трансформаторное масло для охлаждения фиктивных ВЧ нагрузок и изоляции высоковольтных компонентов. [GreatScott] решил провести несколько собственных тестов, чтобы увидеть, насколько он хорош для контуров охлаждения.

Он начал с тестирования масла канолы, но обнаружил, что оно разрушается при контакте с воздухом и становится прогорклым. Поэтому он купил трансформаторное масло. Во-первых, проверяя его пригодность для погружных цепей, он обнаружил, что не может видеть никакого тока, превышающего предел 0,0 мкА его измерителя при подаче 15 В, независимо от того, насколько близко он сближает свои контакты.На расстоянии 1 см он получил около 2 мкА при 230 В переменного тока, вероятно, из-за паразитной емкости при сопротивлении 115 МОм / см.

Перейдя к тепловым испытаниям, он купил резистор 4,7 Ом, 100 Вт, заключенный в радиатор, и прикрепил к нему датчик температуры с помощью каптоновой ленты. Погрузив его в трансформаторное масло и непрерывно подавая через него 25 Вт, он измерил температуру 46,8 ° C через семь минут. Тот же тест с дистиллированной водой достиг 35,3 ° C. Теплоемкость воды составляет 4187 Дж / кг ∙ К, что неудивительно, намного лучше, чем у трансформаторного масла 2090 Дж / кг ∙ К, что, в свою очередь, вдвое лучше, чем у воздуха 1005 Дж / кг ∙ К.

Он провел еще несколько экспериментов, но мы оставим их на его видео ниже.

Мы уже проходили ряд испытаний подножек, погруженных в различные масла. Например, мы видели Raspberry Pi, работающий в растительном и минеральном масле, а также Arduino, работающий в непроводящем жидком хладагенте, как при разгоне, так и при большой нагрузке.

Microsoft Word — 7-25830-JAFM_2015.docx

% PDF-1.5
%
1 0 obj
>
эндобдж
5 0 obj
>
эндобдж
2 0 obj
>
поток
Acrobat Distiller 10.0.0 (Windows) PScript5.dll Версия 5.2.22016-05-04T15: 00: 41 + 04: 302016-05-04T15: 00: 41 + 04: 30application / pdf

uuid: 21882d67-ebba-4655-ba4b-0a2832cce7f5uuid: fe34c65f-8da4-48b1-83db-52

74896

конечный поток
эндобдж
3 0 obj
>
эндобдж
4 0 объект
>
эндобдж
6 0 obj
>
эндобдж
7 0 объект
>
эндобдж
8 0 объект
>
эндобдж
9 0 объект
>
эндобдж
10 0 obj
>
эндобдж
11 0 объект
>
эндобдж
12 0 объект
>
эндобдж
13 0 объект
>
эндобдж
14 0 объект
>
эндобдж
15 0 объект
>
эндобдж
16 0 объект
>
поток
HTn6} WVxRxmZAЉ3 8KĤ893гр.$? F, wWS: [@!

Fĵ #, XC | 㣅 1J3AWxjr73 «~ {aBR * 1 z

Повышение теплопередачи в трансформаторах за счет оптимизации конструкции ребер и использования наножидкостей

МАСЛО ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ОБОЛОЧКИ S2

% PDF-1.5
%
1 0 obj
> / OCGs [11 0 R] >> / Страницы 3 0 R / Тип / Каталог >>
эндобдж
2 0 obj
> поток
application / pdf2013-01-10T04: 52: 34.216Z

2014-11-13T17: 41: 32 + 08: 002014-11-13T17: 41: 32 + 08: 002014-11-13T17: 41: 32 + 08: 00Adobe Illustrator CS4

доказательство: pdfxmp.сделал: 712128F0186BE411AAE2EF8624DF2F86xmp.did: 74117FCF20071168923FAE6AAAF6A5B5uuid: 13172d6d-5a74-4a0f-8f61-934a0ea32cb3

UUID: 61af86ba-9deb-4de0-abc2-2ebad31541ecxmp.did: 74117FEC20071168A961E65DACD9C455xmp.did: 74117FCF20071168923FAE6AAAF6A5B5proof: pdf7235c3ed930650713995be6eb6cb1dc7636537632013-01-10T04: 52: 32.014ZAdobe PDF Library 9.0False11723Adobe PDF библиотека 9.00False1FalseFalse210.000102297.000132Миллиметры

конечный поток
эндобдж
3 0 obj
>
эндобдж
13 0 объект
> / Ресурсы> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] / Свойства >>> / Thumb 17 0 R / TrimBox [0.0l. ++ BQ #, 2pv.hHm 䒆 փ԰ PzC 9EmJ ۉ [: lZIYkȡ2M) RPj: p @ YJh! EhFȊok M
O5l71RtB71 = R.«! C9ћUmk M
N5 @ z
Хо @JQR
JJ
JHiS (мк S
[h M6MAoJB5ҦQ @ JҦ) 0Mbg6mgSl + d6
{l «d.g * & MOox ج LwCY] t? Nl1A 챉) zMʒYc’V \: & W5c ؤ Ò & V ޗ M *

Тепловые характеристики и эффективность сервера, погруженного в минеральное масло, в различных условиях окружающей среды | J. Electron. Packag.

Полное погружение серверов в диэлектрическое минеральное масло в последнее время стало многообещающим методом минимизации потребления энергии охлаждения в центрах обработки данных.Однако из-за отсутствия достаточных опубликованных данных и долгосрочной документации по характеристикам масляного иммерсионного охлаждения большинство операторов центров обработки данных не решаются применять эти подходы к своим критически важным объектам. В этом исследовании один сервер был полностью погружен горизонтально в минеральное масло. Были проведены эксперименты, чтобы наблюдать влияние изменения объемного расхода и температуры масла на входе на тепловые характеристики и энергопотребление сервера. В частности, измерения температуры центральных процессоров (ЦП), компонентов материнской платы (МБ) и основной жидкости регистрировались в установившихся условиях.Эти результаты обеспечивают начальную ограничивающую среду условий окружающей среды, подходящую для центра обработки данных с погружением в масло. По сравнению с результатами базовых испытаний, проведенных с традиционным воздушным охлаждением, технология показывает снижение теплового сопротивления системы на 34,4%. В целом, охлаждающий контур смог достичь значений эффективности частичного использования энергии (pPUE _Cooling ) на уровне 1,03. Это исследование на уровне сервера дает предварительный обзор возможной экономии энергии на предприятии за счет использования высокотемпературного масла с низким расходом для охлаждения.Также включено обсуждение дополнительных возможностей для оптимизации оборудования информационных технологий (ИТ) и реализации охлаждения масла.

Постоянно растущий спрос на приложения и услуги информационных технологий (ИТ) обеспечил устойчивый рост и интерес к центрам обработки данных. Большое количество энергии, потребляемой объектами центра обработки данных, сделало значительный упор на энергоэффективность всей работы здания.Одной из важных областей является требуемая энергия охлаждения. Охлаждение центра обработки данных используется для поддержания и контроля безопасной рабочей температуры для ИТ-оборудования, которое они размещают. Традиционные подходы к охлаждению центров обработки данных используют воздух в качестве основного охлаждающего средства. Тепло, отводимое ИТ-оборудованием, поглощается воздухом и либо отводится наружу, смешивается с поступающим свежим воздухом, либо охлаждается в процессе охлаждения. Эти методы являются отработанными областями и хорошо задокументированы с безопасными условиями окружающей среды, установленными ASHRAE TC 9.9 [1]. Однако с продолжающимся увеличением плотности тепла электронных компонентов и плотности на уровне стойки, мы, возможно, приближаемся к пределам воздушного охлаждения, особенно для стоек высокой мощности, и поэтому ищутся альтернативные методы.

Как прямые, так и непрямые формы жидкостного охлаждения имеют много преимуществ по сравнению с обычным воздушным охлаждением, например, более высокую теплоемкость и более низкие требования к транспортной энергии.Косвенные методы, использующие воду в качестве охлаждающей среды через холодные пластины или теплообменники на задней двери, демонстрируют преимущества стратегии жидкостного охлаждения [2,3]. Водяное охлаждение также может позволить повысить эффективность за счет использования жидкостей с более высокой температурой и возможного использования отработанного тепла для других приложений [4]. Холодные пластины были давним методом обеспечения водяного охлаждения мощных устройств, как и модуль теплопроводности в начале 1980-х годов [5]. Даже сегодня сохраняется интерес к таким приложениям и делает этот старый подход более динамичным для постоянно меняющихся требований к компонентам следующего поколения [6].Однако в большинстве случаев использование холодных пластин по-прежнему требует воздушного охлаждения части компонентов в серверах. Значительные разработки были сделаны для того, чтобы довести водяное охлаждение до полного охлаждающего решения (т.е. удалить 100% IT-тепла) даже для самых мощных суперкомпьютеров [7]. Хотя дополнительная инфраструктура трубопроводов, необходимая для сервера, может увеличить стоимость и сложность системы для этой технологии, стоимость производительности может быть такой же или лучше, чем у альтернативных вариантов.Обширные данные и рекомендации по внедрению сред ЦОД с водяным охлаждением доступны из таких источников, как ASHRAE TC 9.9 [8].

Прямое погружение электронного оборудования в воду предлагает уникальное решение для охлаждения, при котором весь сервер может охлаждаться с помощью одной среды. Это может обеспечить простоту и легкость в планировании и реализации полного решения. Традиционный подход к полному жидкостному иммерсионному охлаждению заключается в использовании диэлектрических фторуглеродных хладагентов при кипячении в бассейне.Эти жидкости являются чрезвычайно хорошими электрическими изоляторами и обладают умеренными тепловыми характеристиками [9]. Кроме того, их низкие температуры кипения делают их подходящими для применений с двухфазным потоком, способным отводить большие плотности тепла [10,11]. Эти высокие скорости теплопередачи могут быть дополнительно улучшены с помощью специальных покрытий, которые увеличивают скорость кипения [12,13]. Однако у этой технологии есть дополнительные проблемы, в том числе стоимость — одна из возможных проблем, которую еще предстоит решить, прежде чем она получит широкое применение.Текущие исследования в этой области направлены на лучший выбор жидкостей для этих целей [14].

По сравнению с воздухом, многие минеральные масла имеют теплоемкость примерно в 1200 раз больше. Повышенные термические свойства, наряду с их диэлектрической природой, делают минеральные масла возможной альтернативой для приложений центров обработки данных. Минеральные масла давно используются в качестве теплоносителей и особенно широко используются в системах подачи энергии, таких как высоковольтные трансформаторы [15].Характеристики трансформаторных масел как теплоносителей могут быть значительно улучшены за счет добавления наночастиц, как недавно было показано в Ref. [16]. Было показано, что небольшая фракция (<0,100% по весу) наночастиц алмаза, добавленных в минеральное масло, увеличивает теплопроводность базовой жидкости на 40–70% при минимальном вредном воздействии на свойства текучести, такие как вязкость.

При рассмотрении масляной иммерсии в качестве возможной технологии охлаждения для центров обработки данных было замечено, что литература ограничена.В последнее время внимание СМИ предоставило значения общей эффективности использования энергии (PUE) [17,18], но подробности операции отсутствуют. Prucnal [19] дает полезный обзор общих эксплуатационных преимуществ центров обработки данных на масляной основе, упоминая возможность использования охлажденной воды на предприятии до 30 ° C по сравнению с 7–13 ° C для традиционных воздушных систем. Достаточно подробный отчет предоставлен Паттерсоном и Бестом [20], которые показали улучшение теплового сопротивления масляной иммерсионной системы на 36% по сравнению с аналогом с воздушным охлаждением без каких-либо неблагоприятных механических воздействий.Кроме того, эта работа показала успешное охлаждение с температурой масла на входе до 43 ° C и PUE охлаждения в диапазоне 1,02–1,03. Однако никаких обсуждений относительно используемых объемных расходов не проводилось. Имеются лишь ограниченные данные, поэтому в отрасли остается большой пробел в знаниях, касающихся экологических требований при эксплуатации установки масляного иммерсионного охлаждения.

Основная цель этого исследования — установить общие условия эксплуатации с точки зрения объемного расхода на сервер и температуры масла на входе, которые можно ожидать для безопасной работы серверов в конфигурации с масляным иммерсионным охлаждением.Для этой работы сервер Open Compute на базе Intel, рис. 1, был экспериментально протестирован и охарактеризован. Первоначально сервер работал в стандартной конфигурации с воздушным охлаждением и внутренними вентиляторами сервера, чтобы установить базовые рабочие характеристики и температуру компонентов. Затем сервер был снят со стандартного шасси, помещен в изолированный акриловый контейнер и погружен в белое минеральное масло. Данные записывались на время тестирования; тем не менее, здесь представлены только данные о стационарном состоянии с некоторыми комментариями, касающимися переходных характеристик.Хотя полная экспериментальная установка не полностью отражает реальную реализацию объекта центра обработки данных в полностью застроенных условиях, данные предоставляют убедительные доказательства в поддержку продолжения исследований в этой области.

Чтобы установить базовый уровень для сравнения, сервер сначала тестируется в стандартной конфигурации с воздушным охлаждением, как показано на рис. 1. Подробное описание конструкции сервера Open Compute на базе Intel можно найти в Refs.[21] и [22]. Материнская плата сервера (MB) содержит два процессора, каждый с расчетной тепловой мощностью 95 Вт. Эти компоненты представляют собой основные источники тепла в системе и охлаждаются двумя экструдированными алюминиевыми радиаторами. Ключевыми функциями, обеспечивающими эффективное охлаждение воздуха, являются четыре вентилятора размером 60 × 60 × 25,4 мм и воздуховод, который направляет поток воздуха через критически важные для температуры компоненты (например, процессоры и память). Внутренние вентиляторы сервера управляются встроенным в сервер алгоритмом управления скоростью вращения вентиляторов.Это управление скоростью вращения вентилятора осуществляется путем регулирования скорости вращения вентилятора с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для достижения целевой температуры кристалла ЦП. Таким образом, скорость вращения вентилятора и температура кристалла обычно колеблются с некоторым превышением или занижением заданного значения. Сообщается среднее значение за время цикла тестирования. Для тестирования сервера в стандартной конфигурации допускается забор воздуха из окружающей лабораторной среды для охлаждения. Применяется рабочая нагрузка синтетических вычислений, и для сбора данных используются инструменты внутреннего мониторинга, как описано в разделе «Результаты и обсуждение».

Испытательная установка иммерсией в масле, использованная в настоящем исследовании, состоит из следующих основных компонентов, показанных на рис. 2 и обсуждаемых ниже. Одиночная материнская плата сервера Open Compute на базе Intel и блок питания (PSU) размещаются горизонтально в погружном резервуаре. В сервер внесены некоторые изменения, чтобы можно было проводить тестирование в доступном контейнере и разрешать работу в масле.Материнская плата сервера и печатные платы блока питания извлекаются из соответствующих металлических пазов, чтобы уменьшить их размер и разместить в доступном тестовом контейнере. Кроме того, удаляется воздуховод и отсоединяются и снимаются внутренние серверные вентиляторы как самого сервера, так и блока питания. Жесткий диск (HDD), который не может работать в погруженном состоянии, размещается вне резервуара, хотя существуют другие варианты, позволяющие оставить жесткий диск нетронутым. Жесткий диск охлаждается только за счет естественной конвекции и составляет небольшую часть общей тепловой нагрузки ИТ, которая не снимается маслом (примерно 3.5%). Дополнительно следует отметить, что термоинтерфейсные материалы на основе консистентной смазки, нанесенные на процессоры и набор микросхем, остаются на месте на время тестирования. Некоторые источники предполагают, что масла и смазки вступают в конфликт и могут вызвать растворение термопасты, что приведет к загрязнению масла и возможному загрязнению системы. Однако в фоновом исследовании авторов эта информация была просто анекдотической и не использовалась в настоящих экспериментах.

Бак изготовлен из акрила толщиной полдюйма с внутренними размерами 45.7 × 36,8 × 19,1 см (18,0 × 14,5 × 7,5 дюйма) и завернут в изоляцию толщиной 2,54 см (1,0 дюйма). В контейнер входят четыре порта диаметром 1,27 см (0,5 дюйма), два из которых служат входами в резервуар, а два — выходами. Входные и выходные порты стратегически размещены с шаровыми кранами, чтобы учесть влияние режимов потока через систему, которую необходимо изучить. Один набор входных и выходных отверстий расположен непосредственно на одной линии с центром основания радиаторов ЦП. Когда открыты только эти два порта, это, вероятно, представляет собой лучший сценарий охлаждения для системы, поскольку поток с максимальной скоростью направляется прямо через радиаторы процессора.Вторая пара входных / выходных портов находится на одной линии с блоком питания и удалена от основных компонентов материнской платы. Предполагается, что такая конфигурация потока вызовет более высокие температуры компонентов (особенно процессоров), поскольку их охлаждение будет в первую очередь вызвано движением жидкости в объеме. Эти две конфигурации потока используются независимо во время тестирования и называются «путь потока MB» и «путь потока PSU», соответственно, как показано на рис. 3. Обоснование использования пути потока PSU заключается в исследовании конфигурации системы, в которой входной канал поток ограничен направленным потоком над вторичными источниками тепла, а основной режим теплопередачи — это режим объемного переноса с преобладанием проводимости.

Небольшой центробежный насос с магнитным приводом и бесщеточным двигателем постоянного тока 12 В, расположенный на выпускной стороне резервуара, обеспечивает циркуляцию жидкости через систему. Источник питания постоянного тока подает на насос сигнал постоянного напряжения. Подаваемое напряжение и потребляемый насосом ток регистрируются рабочей станцией с интервалом в 2 секунды. Насос оснащен четырехконтактным разъемом, который обеспечивает широтно-импульсную модуляцию для регулирования скорости от 1300 до 4500 об / мин.Функциональный генератор используется для управления скоростью насоса для достижения желаемой объемной скорости потока на входе в резервуар.

Тепло отводится от масла в лабораторную среду через два радиатора диаметром 240 мм, состоящих из двухходовых однорядных латунных трубок с медными пластинами с жалюзи. Каждый радиатор оснащен двумя 120-мм вентиляторами с бесщеточным двигателем 12 В постоянного тока. Источник питания постоянного тока подает на вентиляторы сигнал постоянного напряжения.Напряжение, подаваемое вентиляторами, и ток, потребляемый вентиляторами, регистрируются рабочей станцией. Вентиляторы оснащены четырехконтактными разъемами, которые позволяют регулировать скорость вращения ШИМ от 1650 до 5100 об / мин. Функциональный генератор используется для управления скоростью вентиляторов для достижения желаемой температуры на входе в резервуар, в котором находится сервер.

Проточный расходомер Omega FLMH-1402AL используется для регистрации объемного расхода масла.Расходомер имеет точность шкалы ± 4%. Счетчик рассчитан на масла с удельным весом 0,873. Это приводит к поправочному коэффициенту 1,0% для масла, используемого в текущей системе. Расходомер расположен посередине между выпускной и входной секциями погружного резервуара. Поскольку это аналоговое устройство, оно контролируется визуально в течение данного теста, и значения выводятся по завершении теста. Хотя минеральные масла имеют относительно высокие скорости объемного расширения ( β = 0.0007 1 / K) предполагается, что объемный расход сохраняется от точки измерения расхода до входа в погружной резервуар. В реальных испытаниях вентиляторы на втором радиаторе в контуре не требовались для поддержания температуры на входе, и предполагается, что изменение температуры между расходомером и входом в резервуар минимально, а любое результирующее изменение плотности незначительно.

Регистратор данных универсальной последовательной шины Omega используется для записи условий окружающего воздуха в лаборатории с интервалами в 1 минуту с точностью ± 1.0 ° С.

Температура масла на входе в резервуар измеряется с помощью термопар Т-типа, размещенных в потоке потока, на 25 мм (1 дюйм) перед входными отверстиями резервуара. Эти термопары имеют точность ± 0,5 ° C и используются для поддержания температуры на входе резервуара в пределах ± 0,5 ° C от желаемого значения. Подобные термопары расположены на 25 мм (1 дюйм) после выходных отверстий для измерения разницы температур масла на сервере.

Технические характеристики белого минерального масла технической чистоты приведены в таблице 1. Всего для заполнения системы (бака, радиаторов и трубок) используется 11,4 л (3 галлона) масла. Это позволяет заполнить бак до высоты 6,99 см (2,75 дюйма), полностью погрузив сервер до уровня чуть выше верхней части экструдированных радиаторов. В результате между верхней свободной поверхностью масла и крышкой контейнера остается высота столба воздуха 12,1 см (4,75 дюйма).Трубопровод системы состоит из виниловых трубок с внутренним диаметром 1,27 см (0,5 дюйма), покрытых пенопластовой изоляцией 1,27 см (0,5 дюйма). Трубки такого размера позволяют системе поддерживать низкую скорость, ламинарный поток, снижая потери давления в системе.

Термопары

T-типа прикреплены эпоксидной смолой к поверхности 11 компонентов материнской платы. Контролируемые компоненты представляют собой ряд типов компонентов (наборы микросхем, регуляторы напряжения (VRD), микросхемы модулей памяти с двумя линиями (DIMM)), чтобы обеспечить обзор тепловых характеристик двух тестируемых методов охлаждения.Из этих компонентов регуляторы напряжения имеют наиболее чувствительные тепловые требования с максимальной безопасной рабочей температурой 85 ° C. Если VRD превышает этот предел, они начинают дросселировать и снижать общую вычислительную производительность системы. Термопары также размещаются в трех местах объема жидкости, а также в двух местах в воздушном зазоре над маслом, чтобы помочь установить, когда будут достигнуты установившиеся условия. Эти термопары имеют пределы погрешности ± 1,0 ° C и подключены к системе сбора данных, которая записывает их значения с интервалами 5 с.

Общее энергопотребление сервера измеряется с помощью измерителя мощности Yokogawa CW121 путем подключения зажимов напряжения и тока к входящему источнику питания на сервер. Данные о потребляемой мощности записываются с интервалом в 5 секунд и регистрируются на рабочей станции.

Для создания вычислительной нагрузки на сервере используется программа создания синтетической нагрузки.Программный инструмент lookbusy позволяет пользователям устанавливать предопределенные цели использования ЦП, памяти, ввода-вывода и сети [23]. В этом исследовании в качестве условий проектирования используется рабочая нагрузка 75% использования ЦП с выделением памяти 20%. Этот уровень рабочей нагрузки представляет собой высокую активность, которая была бы желательна при эксплуатации, и генерирует почти максимальную тепловую мощность для сервера. Встроенные средства мониторинга операционной системы Linux mpstat и free используются для регистрации уровней использования ЦП и памяти соответственно.Инструмент внутренней диагностики, предоставляемый производителем материнской платы, сообщает данные с датчиков динамических датчиков температуры в процессорах, а также показания оборотов от датчиков Холла на внутренних вентиляторах сервера.

Основными компонентами, выделяющими тепло, и основным драйвером для оптимизации управления температурным режимом в конкретном исследуемом сервере являются процессоры. Таким образом, температура кристалла процессора является основным показателем, вызывающим озабоченность в этом исследовании; однако понимание и мониторинг других компонентов материнской платы важны для общего состояния серверной системы.

Масло в системе было настроено на желаемый объемный расход на входе с помощью регулятора скорости насоса. Регулируя скорость вращения вентиляторов радиатора, можно достичь желаемой температуры масла на входе. Этот процесс обычно был итеративным и требовал нескольких корректировок для достижения стационарных условий. Приведенные здесь значения являются средними в течение не менее 1 часа в установившемся режиме, который определяется как в пределах ± 0.1 л / мин и ± 0,5 ° C от заданного объемного расхода и температуры масла на входе, соответственно. Поскольку типичные рабочие нагрузки в реальном времени в центрах обработки данных не являются постоянными в течение длительного времени, представленные здесь значения могут представлять условия наихудшего случая с учетом переходного времени, необходимого для достижения устойчивого состояния. На рисунке 4 показана температура нескольких переменных в ходе испытания. Этими температурами являются температура масла на входе MB, которая была определяющим параметром в тестовом примере, температура на выходе MB, температура в объеме жидкости в месте вблизи центра материнской платы на глубине примерно 2.54 см (1 дюйм) от свободной поверхности масла и температуру воздушного зазора между верхней поверхностью масла и крышкой испытательного контейнера. Видно, что время для достижения установившихся значений может занять 30 минут или более в зависимости от начальных условий. Ниже приведены средние установившиеся значения за период не менее 1 часа.

Изученный диапазон испытаний включал температуру масла на входе от 30 ° C до 50 ° C с шагом 5 ° C.Объемный расход варьируется от 0,5 л / мин до 2,5 л / мин с шагом 0,5 л / мин. Однако при температуре на входе 30 ° C и 35 ° C скорость потока 2,5 л / мин была недостижима, поскольку вязкость масла привела к недопустимо высокому перепаду давления в системе, как будет описано ниже. Точки результатов / данных, соответствующие более высоким расходам при температуре на входе 30 ° C и 35 ° C, оставлены пустыми, как это будет видно в разделе «Результаты и обсуждение».

Результаты предварительного тестирования с воздушным охлаждением используются для определения типичных рабочих температур сервера.В таблице 2 перечислены средние температуры четырех компонентов в установившемся режиме после трех повторных испытаний в расчетных условиях проекта. Зарегистрированные данные показали, что все три из этих прогонов проводились при температуре окружающей среды на входе 25 ° C ± 1,0 ° C. Этими компонентами являются температура кристалла CPU0, микросхема концентратора ввода / вывода (IOH), микросхема памяти на двухрядном модуле памяти и устройство регулятора напряжения, расположенное непосредственно за CPU1. Эти четыре компонента представляют собой компоненты различных типов и расположены на системной плате.Температура кристалла CPU0, равная 74,0 ° C, может использоваться в качестве основы для сравнения результатов с масляным охлаждением. Это служит для представления верхнего предела желаемой рабочей температуры для процессоров. Для справки: среднее энергопотребление сервера (ИТ-компоненты + внутренние вентиляторы сервера) во время этого тестирования составило 222,4 Вт. Примерно 4 Вт, или менее 2% этой мощности, можно отнести к вентиляторам, необходимым для охлаждения. .

Результирующие температуры кристалла ЦП в диапазоне условий испытаний при использовании проточного тракта MB масляно-иммерсионной установки показаны на рис.5. Условия окружающей среды в лаборатории составляли 25 ° C ± 1,0 ° C на протяжении всего исследования. Подбор квадратичной кривой используется для отображения тенденций увеличения объемного расхода при заданных температурах масла на входе. Как и следовало ожидать, увеличение скорости потока на входе при заданной температуре на входе приводит к снижению температуры фильеры. Увеличение расхода с 0,5 л / мин до 1,0 л / мин оказало наиболее значительное влияние на температуру фильеры, что привело к снижению примерно на 4,9 ° C, когда температура на входе составляла 30 ° C.На рис. 5 показано, что увеличение расхода свыше 1,5 л / мин начинает приводить к уменьшению отдачи, при этом увеличение мощности откачки не соответствует значительному снижению температуры фильеры для исследованных температур на входе. Использование температуры кристалла 74,0 ° C по результатам воздушного охлаждения в качестве эталона; представляется возможным использовать ряд этих рабочих условий для безопасного охлаждения сервера. Все исследованные значения расхода при температурах на входе 30 ° C, 35 ° C и 40 ° C обеспечивают подходящие условия эксплуатации.Когда температура на входе достигает 45 ° C, для поддержания температуры процессора ниже порогового значения 74,0 ° C требуется скорость потока более 1,5 л / мин.

Когда использовался проточный тракт блока питания, в котором были открыты только входные и выходные порты блока питания, результирующие температуры ЦП были выше при заданных расходах и температурах на входе, как показано на рис. 6. Эти более высокие температуры следовало ожидать, поскольку поток масла через радиаторы ЦП не направляется напрямую из входного отверстия контейнера, как в случае проточного тракта MB.На рисунке 6 также используется аппроксимация квадратичной кривой, чтобы выделить тенденции увеличения расхода; однако некоторые из этих тенденций довольно линейны. Например, при температуре на входе 35 ° C каждое увеличение расхода на 0,5 л / мин с 0,5 до 2,0 л / мин приводит к снижению температуры кристалла ЦП примерно на 2,3 ° C.

При использовании проточного тракта блока питания значительно снижаются параметры расхода и температуры на входе, которые приводят к температуре кристалла 74,0 ° C или ниже.Здесь расход 1,0 л / мин и выше необходим при температуре на входе 35 ° C, а расход 2,0 л / мин и выше необходим при температуре на входе 40 ° C. Эти результаты показывают, что отвод потока по ключевым компонентам имеет важное значение в системе охлаждения масла. Хотя скорости жидкости через радиаторы низкие, объемное движение жидкости в системе не обеспечивает такую ​​же охлаждающую способность, как направленный поток, особенно при более низких расходах.

Эффективность энергопотребления получила широкое распространение и используется в качестве стандартной метрики эффективности для центров обработки данных.PUE, разработанный Белады и другими, определяет эффективность центра обработки данных путем деления общей потребляемой мощности объекта на ИТ-нагрузку (полезная работа центра обработки данных) [24]. Подробное описание и развитие термина можно найти в работе. [25]. Частичные показатели PUE (pPUE) могут быть разработаны для понимания эффективности конкретных подсистем и подмножеств центра обработки данных. pPUE систем охлаждения можно выразить следующим образом:

pPUECooling = мощность охлаждения + IT-нагрузка IT-нагрузка

(1)

Уравнение (1) представляет эффективность только системы охлаждения.Для данной испытательной установки весь контур охлаждения можно рассматривать как представляющий «полный» контур центра обработки данных, в котором тепло, отводимое ИТ-оборудованием, в конечном итоге отводится в окружающий воздух с температурой 25 ° C (77 ° F). радиаторы с воздушным охлаждением для лабораторных условий. Предостережения к этому предположению обсуждаются в разделе «Дополнительное обсуждение». Энергия охлаждения — это сумма мощности, потребляемой центробежным насосом и вентиляторами радиатора. В таблице 3 собраны значения pPUE _Cooling , полученные при различных условиях, изученных для случая проточного тракта MB.В диапазоне исследованных условий достижимы такие низкие значения pPUE _Cooling , как 1,027; однако это не обязательно совпадает с минимальной рабочей точкой общей мощности системы. В диапазоне желаемых температур процессора (т.е. CPU0 DT <74 ° C) значения pPUE _Cooling находятся в диапазоне от 1,036 до 1,170. Аналогичные значения можно увидеть в таблице 4 для случая проточного тракта блока питания.

Хотя энергопотребление сервера было записано для базового теста с воздушным охлаждением, эти данные не подходят для расчетов pPUE _Cooling .Грубые экстраполяции в отношении энергии, необходимой системе на базе кондиционера или экономайзера компьютерного зала для достижения температуры входящего воздуха 25 ° C, должны быть сделаны, и они выходят за рамки настоящей работы.

Эти результаты могут быть расширены, чтобы начать понимать эффективность масляной иммерсионной системы в различных условиях окружающей среды. Максимальную температуру системного подхода можно определить, взяв разницу между температурой масла на выходе и температурой окружающей среды в лаборатории.В этом случае температура масла на выходе рассчитывается с использованием измеренной температуры на входе плюс повышение температуры Δ T на сервере с использованием стандартного уравнения тепловой энергии установившегося потока.

, где q — измеренная мощность ИТ, cp — удельная теплоемкость масла, а m˙ — массовый расход, взятый как произведение плотности масла и измеренного объемного расхода системы. Связь между максимальным системным подходом и системной эффективностью, показанная на рис.7, соответствует экспоненциальной кривой, как и следовало ожидать при анализе теплообменника. Эти результаты помогают разработчикам систем начать оценку эффективности системы в расширенных условиях окружающей среды. Это не может заменить подробную модель потока энергии объекта, но служит отправной точкой для эталонных проектов.

PUE и pPUE _Cooling сами по себе не дают полной картины энергоэффективности схемы охлаждения центра обработки данных.Чтобы свести к минимуму общее энергопотребление центра обработки данных, необходимо рассматривать энергопотребление всех компонентов в целом. На рисунке 8 показан поверхностный график минимизации общего энергопотребления системы для случая проточного тракта MB. Сюда входит мощность сервера (ИТ-нагрузка), мощность, потребляемая насосом, и мощность, потребляемая вентиляторами радиатора. Видно, что минимальное энергопотребление системы достигается при температуре на входе 40 ° C (104 ° F) и расходе 0,5 л / мин.На данный момент температура кристалла процессора составляет 74,1 ° C, что чуть выше целевого верхнего предела. Хотя наилучшее значение pPUE _Cooling было получено при скорости потока на входе 0,5 л / мин и температуре на входе 50 ° C, общая мощность системы в этот момент была на 2% выше, а температура кристалла CPU0 составляла 83,4 ° C.

Несколько противоречивые результаты pPUE _Cooling и общей мощности системы можно лучше всего понять, проанализировав отдельные компоненты системы (ИТ, насос и вентиляторы).Общие тенденции следующие:

• Мощность ИТ увеличивается нелинейно с увеличением температуры кристалла ЦП (и температуры всех компонентов в целом) из-за эффектов тока утечки в кремниевых устройствах. Эта тенденция является примерно квадратичной, как показано на рисунке 9, который показывает соотношение между температурой кристалла CPU0, концентратором ввода / вывода и одним из VRD CPU1 с общей мощностью сервера на основе данных, собранных в случаях MB Flow Path.Все три компонента имеют схожие тенденции в отношении общей мощности сервера. Это не полное соотношение, поскольку общая мощность сервера зависит от энергопотребления и утечки всех компонентов на MB и PSU, но это дает приблизительную оценку общего поведения. Например, повышение температуры кристалла CPU0 с 60 ° C до 70 ° C приводит к увеличению общей мощности сервера примерно на 2,3 Вт. Повышение температуры кристалла с 70 ° C до 80 ° C приводит к увеличению энергопотребления на 4,7 Вт.По этой причине, безусловно, есть стимул эксплуатировать сервер при более низких температурах компонентов; тем не менее, он должен дополняться остальной частью системы.

• Известно, что вязкость масел зависит от температуры. Это оказывает прямое влияние на давление в системе и, следовательно, на мощность накачки, необходимую для системы. Стандартная корреляция между вязкостью и температурой трансформаторных масел (аналогичных легкому минеральному маслу, используемому в данном исследовании) приведена в ссылке. [15] как

  μ = C1 * Exp [2797.3T + 273,2]

  (3), где μ — динамическая вязкость в сантипуазах, T — температура в ° C, а C ₁ — коэффициент масштабирования (значение 0,0013573 представлено в ссылка на трансформаторное масло). Взаимозависимость вязкости с числом Рейнольдса (Re), числом Рейнольдса с коэффициентом трения ( f ) и коэффициентом трения с перепадом давления (Δ p ) для ламинарного потока [26,27] в конечном итоге должна проявляться в мощности откачки. системы соотношением где V˙ — объемный расход.Рисунок 10 показывает подходящее соответствие с мощностью откачки, необходимой для поддержания скорости потока 1,0 л / мин в иммерсионной системе для пути потока МБ, и тенденции вязкости, предсказанной уравнением. (3). В исследуемом диапазоне входных температур прогнозируется снижение вязкости на 43,5% и наблюдается среднее снижение мощности откачки на 42,6% для данного расхода.

  Если посмотреть на мощность откачки в диапазоне исследованных температур и расходов, как на рис. 11, легко увидеть, что есть достаточные стимулы для работы при более высоких температурах.Кривые на рис. 11 соответствуют кубическим линиям тренда, которых следует ожидать из законов сродства насоса, которые гласят, что мощность насоса пропорциональна кубу рабочего колеса или скорости вала [28]. Как указывалось ранее, увеличение расхода свыше 1,5 л / мин не соответствовало значительному снижению температуры компонентов, при работе с температурами на входе масла выше 45 ° C, что требует расхода более 1,5 л / мин для поддержания безопасных рабочих температур. На рис.12 для расходов масла меньше 1.5 л / мин, можно наблюдать конкурирующие тенденции нелинейного уменьшения мощности накачки и нелинейного увеличения мощности IT при повышении температуры масла. Эти наблюдаемые тенденции указывают на конструктивную возможность достижения рабочей точки с минимальной потребляемой мощностью.

  Для всех изученных случаев течение явно ламинарное, что значительно ниже переходного режима. На нижнем конце, при расходе 0,5 л / мин и температуре масла 30 ° C, число Рейнольдса в трубопроводе системы составляет ~ 50. С другой стороны, с расходом 2.5 л / мин и температуре масла 50 ° C, число Рейнольдса ∼440. Эти значения станут существенно ниже, поскольку поток входит в больший объем резервуара и проходит через сервер.

• При температуре масла на входе 35 ° C и выше вентиляторы радиатора работают на холостом ходу. На этих низких скоростях вентиляторы радиатора потребляют <1,2% от общей мощности системы. Их влияние на значения pPUE _Cooling в рабочих условиях является относительно постоянным.

Понимание этих взаимосвязанных тенденций в отношении компонентов системы является ключевым моментом при выборе оптимальных рабочих условий для системы с масляным иммерсионным охлаждением.Представленные здесь результаты для вариантов проточной части MB и PSU обеспечивают некоторые начальные ограничивающие рабочие условия для системы с масляным охлаждением. Поскольку путь потока МБ можно рассматривать как «лучший» сценарий для охлаждения, он может использовать жидкости с более высокой температурой и более низкими расходами.

Хотя прямое сравнение PUE между базовыми испытаниями с воздушным охлаждением и результатами масляной иммерсии невозможно, можно использовать другие рабочие параметры.Термическое сопротивление теплопередаче между устройством и хладагентом определяется выражением

, где T _d — температура устройства, T _c — температура охлаждающей жидкости на входе и q — тепло, рассеиваемое устройством. Таким образом, сравнение масла и воздуха можно провести, сосредоточив внимание на критической температуре устройства, ЦП и температуре охлаждающей жидкости на входе в сервер, разделенной на общую ИТ-мощность системы.По результатам базовых испытаний с воздушным охлаждением, воздух обеспечивает тепловое сопротивление 0,224 ° C / Вт. Во всех изученных случаях масло показало термическое сопротивление в диапазоне от 0,128 до 0,175 ° C / Вт при среднем сопротивлении 0,147 ° C / Вт. Это среднее значение на 34,4% больше по сравнению с базовым вариантом с воздушным охлаждением. Эта улучшенная производительность согласуется с результатами, представленными в работе. [20].

Сравнение измерений температуры поверхности показывает улучшение тепловых характеристик всех компонентов материнской платы.В таблице 5 сравнивается повышение температуры поверхности компонентов, T _d , по сравнению с температурой охлаждающей жидкости на входе, T _c , причем меньшее значение лучше. Результаты для воздуха берутся из базовых испытаний, а результаты для масла представляют собой среднее повышение температуры во всех условиях испытания проточного тракта MB. Наиболее значительные улучшения наблюдаются во всех устройствах регулирования напряжения для ЦП, которые имеют решающее значение для подачи питания на ЦП. При любых условиях, включая температуру масла на входе 50 ° C при расходе 0 ° C.5 л / мин, VRD показали более низкие температуры поверхности, чем в базовом случае с воздушным охлаждением. Это важно с точки зрения тепловой надежности.

Первые результаты этого исследования помогают установить диапазон требований к потоку, которые можно ожидать в расчете на один сервер или на ватт для стратегии масляного охлаждения центра обработки данных. Эти цифры могут быть полезны при проектировании более крупной системы и предоставить относительные требования к размерам для насосов, теплообменников и падение давления в системе.Помимо использования разницы температур на сервере (Δ T ) для критериев проектирования, которые может быть трудно определить, эти результаты устанавливают требования к потоку на основе температур компонентов, а именно ЦП, которые являются критическими элементами системы.

Значения эффективности (pPUE _Cooling ), представленные ранее, уникальны для тестируемой системы. Для лабораторных испытаний потребовались определенные упрощения и модификации, которые могут отсутствовать в реальной реализации центра обработки данных.Полностью построенный центр обработки данных с погружением в масло может содержать дополнительные теплообменники (например, масло-вода, вода-воздух) до окончательного отвода тепла в окружающую среду. Дополнительные теплообменники и трубопроводы потребуют повышенного потребления энергии охлаждения. Однако более крупные компоненты (насосы, вентиляторы и т. Д.) Обычно более эффективны, чем геометрически похожие более мелкие компоненты. Из-за этих противодействующих факторов эффективности ожидается, что результаты здесь будут показывать то, что можно увидеть в более крупных масштабах.

Как обсуждалось в Ref. [21], этот сервер Open Compute был стратегически разработан и оптимизирован для воздушного охлаждения. Многие аспекты конструкции полезны при охлаждении масла, но ожидается, что может быть достигнута дальнейшая оптимизация охлаждения масла. Например, радиаторы могут быть лучше спроектированы для условий потока масла, поскольку эффективность плавников в жидкости и воздухе заметно различается. Эта модификация может быть особенно полезной в случае проточного тракта блока питания, в котором теплопередача происходит в основном за счет движения жидкости в объеме.Модификации существующей системы, такие как удаление воздуховода и шасси блока питания, обеспечивают экономию материалов, которая может быть недостижима в стандартных конструкциях серверов с воздушным охлаждением.

Дальнейшее улучшение характеристик системы может быть достигнуто за счет более осмотрительного выбора используемого масла. Дополнительные типы масла, такие как растительные масла и другие минеральные масла, могут обеспечить лучшую теплопередачу и характеристики жидкости по сравнению с белым минеральным маслом, используемым в этом исследовании.В общем, существует широкий круг тем, которые можно изучить, чтобы лучше понять этот многообещающий метод охлаждения.

Целью данной работы было определение общих операционных тенденций, которые можно увидеть в установке центра обработки данных с масляным иммерсионным охлаждением. Путем эксплуатации одного сервера, полностью погруженного в минеральное масло, с изменяющимся объемным расходом и температурой масла на входе, были установлены ограничивающие условия эксплуатации.Исходя из этих результатов, можно использовать температуру масла на входе до 45 ° C для охлаждения. pPUE _Cooling Значения в диапазоне от 1,03 до 1,17 были достигнуты в текущей экспериментальной установке. Сравнение с базовыми испытаниями воздушного охлаждения показало снижение теплового сопротивления системы на 34,4% и значительное уменьшение разницы температур между поверхностями компонентов и охлаждающей жидкостью на входе. Улучшения в конструкции системы и оборудования могут повысить эффективность и потенциал использования масляного охлаждения в центрах обработки данных.Дальнейшая работа в этой области может включать оптимизацию радиаторов для охлаждения масла, создание более крупной экспериментальной установки, чтобы понять, как эффективность зависит от размера, понимание эффектов динамической нагрузки ИТ-оборудования в минеральном масле, исчерпывающие исследования надежности и понимание проблем обслуживания, присутствующих в масле. погруженный дата-центр.

Повышение температуры трансформаторов — Проектирование электрических машин Вопросы и ответы

Этот набор вопросов и ответов с множественным выбором (MCQ) «Проектирование электрических машин» посвящен теме «Повышение температуры в трансформаторах».

1. Проблема повышения температуры и охлаждения трансформаторов по существу такая же, как и у вращающихся механизмов.
a) верно
б) неверно
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Существуют проблемы с повышением температуры и охлаждением трансформаторов, что снижает эффективность трансформаторов. Те же проблемы наблюдаются и во вращающемся оборудовании.

2. Как преобразуются потери в трансформаторе и вращающихся машинах?
а) потери преобразуются в электрическую энергию
б) потери преобразуются в электрическую и механическую энергию
в) потери преобразуются в механическую энергию
г) потери преобразуются в тепловую энергию
Посмотреть ответ

Ответ: г
Пояснение: И в трансформаторе, и во вращающихся машинах потери преобразуются в тепловую энергию.Эта тепловая энергия вызывает нагрев деталей трансформатора.

3. Каким образом происходит отвод тепла в трансформаторах?
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5
Посмотреть ответ

Ответ: b
Пояснение: Отвод тепла в трансформаторах происходит тремя способами. Это излучение, конвекция и проводимость.

4. Какой тип теплоотвода происходит, когда тепло течет от внешней поверхности детали трансформатора к маслу, которое его охлаждает?
a) теплопроводность
b) конвекция
c) теплопроводность и конвекция
d) излучение
Просмотр Ответ

Ответ: b
Пояснение: Когда тепло течет от внешней поверхности трансформаторной части к маслу, которое его охлаждает, это конвекция.В трансформаторах происходят все 3 типа теплоотвода.

5. Какой тип теплоотвода происходит, когда тепло течет от масла к стенкам охладителя?
a) теплопроводность
b) конвекция
c) излучение
d) теплопроводность и конвекция
Просмотр Ответ

Ответ: b
Пояснение: когда тепло течет от масла к стенкам охладителя, тип отвода тепла — конвекция. В трансформаторах имеют место все 3 типа отвода тепла.

6. Какой тип теплоотвода происходит, когда тепло течет от стенок охладителя к охлаждающей среде?
a) конвекция
b) излучение
c) конвекция и излучение
d) проводимость и излучение
Просмотр ответа

Ответ: c
Пояснение: когда тепло течет от стенок охладителя к охлаждающей среде, это одновременно конвекция и радиация.В трансформаторе происходят все 3 типа теплоотвода.

7. Какой диапазон рабочих температур масла определяется испытаниями?
a) 40-60 ° C
b) 30-60 ° C
c) 45-60 ° C
d) 50-60 ° C
Посмотреть ответ

Ответ: d
Пояснение: Минимальное значение рабочей температуры масла в качестве охлаждающей жидкости определяется как 50 ° C. Максимальное значение рабочей температуры масла как охлаждающей жидкости определено равным 60 ° C.

8. Какова формула удельного тепловыделения за счет конвекции масла?
а) удельное тепловыделение = 40.3 * (разница температур поверхности относительно масла / высота рассеивающей поверхности) ^1/4 Вт на м ² — ° C
b) удельное тепловыделение = 40,3 / (разница температур поверхности относительно масла / высота рассеивающей поверхности) ^1/4 Вт на м ² — ° C
c) удельное тепловыделение = 40,3 * (разница температур поверхности относительно масла * высота рассеивающей поверхности) ^1/4 Вт на м ² — ° C
г) удельное тепловыделение = 40.3 * (разница температур поверхности относительно масла + высота рассеивающей поверхности) ^1/4 Вт на м ² — ° C
Просмотр Ответ

Ответ: a
Пояснение: Сначала разница температур поверхности относительно масла, затем рассчитывается и высота рассеивающей поверхности. Подстановка в приведенную выше формулу обеспечивает удельное тепловыделение за счет конвекции масла.

9. Какова величина удельного тепловыделения при конвекции воздухом?
a) 8 Вт на м ² — ° C
б) 6 Вт на м ² — ° C
c) 9 Вт на м ² — ° C
d) 10 Вт на м ² — ° C
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Значение удельного тепловыделения при конвекции за счет воздуха составляет 8 Вт на м ² — ° C.Величина удельного тепловыделения будет различаться для разных сред.

10. Конвекция воздуха в 10 раз превышает конвекцию масла.
a) верно
б) неверно
Посмотреть ответ

Ответ: b
Объяснение: Конвекция, вызванная маслом, в 10 раз превышает конвекцию, обусловленную воздухом. Это представляет собой важное ценное свойство масла как охлаждающей среды.

11. Как стенки бака трансформатора отводят тепло?
a) излучением
b) конвекцией
c) теплопроводностью
d) конвекцией и излучением
Посмотреть ответ

Ответ: d
Объяснение: Баки трансформатора с гладкими стенками также рассеивают тепло посредством конвекции и излучения.Свойство аналогично вращающемуся оборудованию.

12. Какова удельная теплоотдача баков трансформатора с гладкими стенками за счет излучения и конвекции?
a) 6,5, 6 Вт на м ² — ° C
б) 6, 6,5 Вт на м ² — ° C
c) 6,5, 6,5 Вт на м ² — ° C
d) 6, 6 Вт на м ² — ° C
Посмотреть ответ

Ответ: b
Пояснение: Тепло, рассеиваемое излучением баков трансформатора с гладкими стенками, составляет 6 Вт на м ² — ° C.Тепло, рассеиваемое бачками трансформатора с гладкими стенками за счет конвекции, составляет 6,5 Вт на м. ² — ° C.

13. Какова формула превышения температуры трансформаторов?
a) повышение температуры = общие потери * удельное тепловыделение * температура поверхности
b) повышение температуры = общие потери / (удельное тепловыделение * температура поверхности)
c) повышение температуры = общие потери / удельное тепловыделение / температура поверхности
d) повышение температуры = общие потери * удельное тепловыделение / температура поверхности
Просмотр ответа

Ответ: b
Пояснение: сначала рассчитывается температура поверхности вместе с удельным тепловыделением, которое составляет не что иное, как 12.5. Затем рассчитываются потери и подставляются в приведенную выше формулу.

14. Могут ли баки с гладкими стенками вместить трансформатор как для больших, так и для малых мощностей?
a) резервуары с гладкими стенками подходят для больших выходов, но не подходят для малых выходов.
б) резервуары с гладкими стенками подходят для больших выходов и малых выходов
c) резервуары с гладкими стенками не подходят для больших выходов и малых выходов
d ) резервуары с гладкими стенками подходят для небольших выходов, но не могут использоваться для больших выходов.
Посмотреть ответ

Ответ: d
Пояснение: резервуары с гладкими стенками достаточно велики, чтобы вместить трансформатор, а поверхность масла достаточна, чтобы удерживать повышение температуры в определенных пределах. для небольших выходов.Но баки с гладкими стенками не вмещают трансформаторы большой мощности.

15. Как связаны характеристики трансформатора, потери и превышение температуры?
а) увеличение, уменьшение, увеличение
б) уменьшение, увеличение, увеличение
в) увеличение, увеличение, увеличение
г) уменьшение, увеличение, уменьшение
Просмотр ответа

Ответ: в
Пояснение: По мере увеличения рейтинга трансформатора , потери также увеличиваются.