МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ

Анотація

У роботі з використанням методу скінчених елементів розроблено тривимірну комп’ютерну модель процесів електротермообробки алюмінієвої жили силового кабелю в електропечі та термостаті і визначено закономірності змінення температурного поля в такій жилі при різних режимах реалізації процесів так званого "відпалювання", тобто відновлення в ній необхідних електротехнічних властивостей, зокрема підвищення питомої електропровідності та пластичності. Розрахунки на розробленій математичній моделі та отримані закономірності узгоджуються з результатами практичного вимірювання електропровідності та пластичності експериментальних зразків алюмінієвих жил кабелів, які виготовляє ПАТ "ЗАВОД ПІВДЕНКАБЕЛЬ" м. Харків. Проте аналіз закономірностей змінення температурного поля в об'ємі алюмінієвих жил кабелів при їх безперервному електронагріванні до необхідних температур як зовнішніх, так і внутрішніх шарів жили, намотаної на барабан, показав, що різниця їх температур може перевищувати 50 ⁰С. Така неоднорідність температурного поля жили та тривале перегрівання її зовнішніх шарів призводить до недопустимих втрат електроенергії і зменшує позитивний результат процесів такої термообробки жили, зокрема відносно підвищення її електропровідності. Для зменшення втрат електроенергії та неоднорідності температурного поля в алюмінієвій жилі, у роботі обґрунтовано необхідність скоротити тривалість електронагріву алюмінієвої жили після досягнення температури її верхніх шарів значення, необхідного для відпалювання, і перемістити барабан з такою жилою в термостат без електронагрівальних елементів. В такому термостаті температура зовнішніх шарів буде зменшуватись, а – внутрішніх шарів продовжувати збільшуватись. У роботі показано, що через деякий час (≈ 60 хв.) розподіл температури в жилі стане практично однорідним, а загальні втрати електроенергії та неоднорідність температурного поля в об’ємі жили стануть меншими. За результатами проведених розрахунків розроблено рекомендації щодо вибору доцільних режимів термообробки алюмінієвих жил, намотаних на барабан, при допустимих енергозатратах і перегрівах верхніх шарів жили. Бібл. 8, рис. 4.