The method of analysis of the stationary thermal field in insulation of a lead with the variable heat transfer coefficient

• Autorzy: Gołębiowski J. , Zaręba M.

Warianty tytułu

PL

Metoda analizy stacjonarnego pola termicznego w izolacji przewodu ze zmiennym współczynnikiem przejmowania ciepła

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the stationary thermal field was analyzed in a ring of insulation of the lead with a variable coefficient of the heat transfer on the external perimeter. Different functions were considered modelling the total heat transfer coefficient from the surface of insulation. The analytical computer aided method was developed for solution of the two-dimensional elliptical problem. Eigenfunctions of the problem were determined by the separation of variables. The unknown coefficients of eigenfunctions and the constants were computed numerically solving the respective system of algebraic equations. The obtained results were verified by means of the finite element method.

PL

W pracy analizowano stacjonarne pole termiczne w pierścieniu izolacji przewodu ze zmiennym współczynnikiem przejmowania ciepła na zewnętrznym obwodzie. Uwzględniono różne funkcje modelujące całkowity współczynnik przejmowania ciepła z powierzchni izolacji. Do rozwiązania dwuwymiarowego zagadnienia eliptycznego opracowano metodę analityczną wspomaganą komputerową. Funkcje własne zagadnienia określono za pomocą separacji zmiennych. Nieznane współczynniki funkcji własnych oraz stałe obliczono rozwiązując numerycznie odpowiedni układ równań algebraicznych. Otrzymane wyniki zweryfikowano za pomocą metody elementów skończonych.

Słowa kluczowe

EN

insulation; stationary thermal field; analytical method; computer aiding

PL

izolacja przewodu elektrycznego; stacjonarne pole termiczne; metoda analityczna; wspomaganie komputerowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 9
• Strony: 227--231
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Gołębiowski J.

• Bialystok Technical University, Faculty of Electrical Engineering, Department of Theoretical Electrotechnics and Metrology

autor

Zaręba M.

• Bialystok Technical University, Faculty of Electrical Engineering, Department of Theoretical Electrotechnics and Metrology

Bibliografia

• [1] Gołębiowski J., Zaręba M.: A method of the analysis of the thermal field dynamics in a core and insulation of a DC lead with convectional heat abstraction. Electrical Engineering- Archiv für Elektrotechnik 2006, vol. 88, no. 5, pp. 453-464, online version http://dx.doi.org/10.1007/s00202-005-0297-z.
• [2] Zaręba M., Gołębiowski J.: Asymptotic analysis of the transient thermal field in DC cable covered by insulation. Archives of Electrical Engineering 2006,vol. LV, no. 3/4, pp.325-336.
• [3] Gołębiowski J., Bycul R.P: .: Modeling of thermal field dynamics in a DC cable with application of parallel computations. Part 1 and Part 2. Archives of Electrical Engineering 2008, vol. LVII, no. 3/4, pp. 277-302.
• [4] Incropera F. P., de Witt D. P., Bergman T. L., Lavine A. S.: Introduction to heat transfer. John Wiley and Sons, Hoboken 2007.
• [5] Gołębiowski J., Zaręba M.: Analytical method of computation of the thermal field in a DC lead with the variable heat transfer coefficient on its surface. Przegląd Elektrotechniczny-Electrical Review 2012, R. 88, no. 4a, pp. 187-192.
• [6] Beck J. V., Cole K. D., Haji-Sheikh A., Litkouhi B.: Heat conduction using Green’s functions. Hemisphere Publishing Corporation, London-Philadelphia 1992.
• [7] Baehr M. D., Stephan K.: Heat and mass transfer. Springer-Verlag, Berlin, Haidelberg 2006.
• [8] Evans L. C.: Partial differential equations. (Równania różniczkowe cząstkowe). WNT, Warszawa 2002 (in Polish).
• [9] Riley K.F., Hobson M.P., Bence S.J.: Mathematical methods for physics and engineering. Cambridge University Press, Cambridge 2006.
• [10] Grzymkowski R., Kapusta A., Kumoszek T., Słota D., Mathematica 6, Wydawnictwa Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice 2008 (in Polish).
• [11] Bathe K. J.: Finite-Elemente Methoden. Springer-Verlag Berlin 1990.
• [12] Manuals for NISA v. 16 NISA Suite of FEA Software (CDROM). Cranes Software, Inc., Troy, MI 2008.
• [13] Kuehn T. H., Goldstein R. J.: Numerical solution to the Navier- Stokes equations for laminar natural convection about a horizontal isothermal circular cylinder. International Journal of Heat and Mass Transfer 1980, vol. 23, no. 7, pp. 971-979.