Vorbind despre principiul schimbului de căldură și stabilitatea termică a motorului electric

Creșterea temperaturii este un indice important al performanței motorului. Când motorul funcționează, acesta este un element de încălzire. Cum motorul disipează căldura pentru a obține echilibrul final? În general, căldura este radiată de la suprafața elementului de încălzire la mediul înconjurător. Într-un fel; unul este radiația; celălalt este convecția cu ajutorul aerului sau a altui mediu de răcire. În motor, acesta din urmă domină.

Răcirea prin răcire

Se poate găsi disiparea căldurii de pe suprafața solidă în contact direct cu fluidul. Atunci când temperatura suprafeței solide nu este egală cu temperatura lichidului, schimbul de căldură are loc între ele, iar căldura este transferată de la obiectul de temperatură înaltă la obiectul cu temperatură scăzută. Această căldură de schimb este de fapt atât conducție, cât și convecție, dar este denumită colectiv transferul de căldură convectiv. Într-un motor, căldura generată într-un miez, înfășurare sau altă componentă generatoare de căldură este purtătoare de fluid de răcire (aer, hidrogen, apă, ulei etc.) care curge prin una sau mai multe suprafețe ale acestor componente: disponibil în sistemele de răcire a motorului. Capacitatea de disipare a căldurii acestei forme de disipare a căldurii depinde în primul rând de starea de mișcare a fluidului pe suprafața solidă.

Când lichidul se deplasează într-un flux laminar, fluidul curge numai paralel cu suprafața solidă. Dacă fluidul este împărțit într-o multitudine de straturi de curgere paralele cu suprafața solidă, nu există schimb de fluid între straturi, iar în această direcție perpendicular pe suprafața solidă, transferul de căldură depinde în principal de conducție.

Deoarece conductivitatea termică a fluidului este mică, disiparea căldurii a suprafeței solide în timpul fluxului laminar este slabă. Atunci când fluidul se mișcă într-o mișcare turbulentă, părțile fluide nu mai mențin mișcarea paralelă cu suprafața solidă, iar turbulența neregulată se face în toate direcțiile la viteza medie de curgere, moment în care transferul de căldură depinde în principal de convecție.

Deoarece rezistența termică în timpul transferului de căldură prin convecție este relativ mică, capacitatea de disipare a căldurii a suprafeței solide atunci când fluidul este supus unui flux turbulent este îmbunătățit remarcabil. În cazul turbulenței, în apropierea suprafeței solide există încă un strat laminar subțire, dar cu cât este mai mare debitul fluidului, cu atât este mai subțire stratul laminar și cu cât este mai mare capacitatea de disipare a căldurii. Atunci când căldura convectivă este disipată, capacitatea de disipare a căldurii de suprafață este, de asemenea, legată de proprietățile fizice ale mediului de răcire (cum ar fi conductivitatea termică, căldura specifică, gravitatea etc.), precum și geometria și dimensiunea suprafeței solide și locația acesteia în fluid.