Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here
Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 241
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение bigM » Вт авг 01, 2017 9:53 pm

chemigor писал(а):
Вт авг 01, 2017 7:30 pm
Вопрос по меди: скажите, пожалуйста, до какой температуры она не размягчается, то есть не потеряет форму летны, плотно намотанной в катушке?
Вам хромциркониевая или хромниобиевая бронза нужна у них температура плавления 1150 град (у меди 1050 или около). удельное сопротивление незначительно выше чем у меди.
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

Лекарь МС
Сообщения: 375
Зарегистрирован: Ср ноя 16, 2011 12:05 am

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение Лекарь МС » Вс авг 13, 2017 1:29 am

ИМХО.
Катушку мотать из трубки(медной или стальной). Внутри охлаждающая жидкость. Изолировать ФУМ-лентой или потолще фторопластовой. При охлаждении гореть не будет.
Насколько я понял, сечение проводника 1 мм кв.
sex, drinks and rock-n-roll
Festina lente.
1024 МегаПевта равны одному ГигаПевту, 1024 ГигаПевта равны 1 ТераПевту.

chemigor
Сообщения: 88
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chemigor » Вс авг 13, 2017 10:00 pm

Эхх, да, трубкой - это тоже классно, только тогда опять габариты не те будут, конечно можно тогда по трубке хоть жидких азот пустить, но всяко это опять громоздкое огромное по размерам оборудование. Я же все-таки тендирую к маленькой конструкции. Пробно пока запустил в габаритах 5см диаметра и 6см высоты, но, черт, из-за силы Лоренца медную ленту на 2Т разорвало, сейчас вот ищу какой-нибудь материал (уже на низкотемпературной части), чтобы
1. чтобы трубка из этого материала с внутренним диаметром примерно 45мм внутренним не лопнула от 30-50 бар давления, кратковременно приложенного внутри,
2. чтобы ток не проводило, вернее не работало бы короткозамкнутым витком,
3. чтобы через эту трубку длиной 6см изнутри наружу можно было бы протаскивать примерно 5кватт тепла с минимальным градиентом, снаружи - предпочтительно вода комнотной температуры, внутри - эта моя медная лента.

В принципе можно из меди лучи расходящиеся сделать, а на большом расстоянии крепко заакрепить, но как-то быстро на ЧПУ это не складывается, вот и думаю или дизайн для ЧПУ долго рисовать, или таки что-то по-быстрому купить.

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 2316
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chaus » Вс авг 13, 2017 10:43 pm

А чем плох соленоид Биттера?
И прочный (монолит, считай), и охлаждать протоком воды/азота можно.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

chemigor
Сообщения: 88
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chemigor » Вс авг 13, 2017 11:01 pm

> А чем плох соленоид Биттера?
у меня катушка и на торце, и снаружи магнита, который делается, и с Биттером не получается (на основе численного моделирования) равномерного поля как мне надо, поэтому его пока не рассматривал. Торец у Биттера дает очень неровное поле, если отступать внутрь - там все хорошо, но мне и торец тоже нужен.

Лекарь МС
Сообщения: 375
Зарегистрирован: Ср ноя 16, 2011 12:05 am

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение Лекарь МС » Пн авг 14, 2017 12:50 am

chemigor писал(а):
Вс авг 13, 2017 11:01 pm
на основе численного моделирования
А в чем вопрос-то, если посчитать перенос тепла через те, как я понял, 5 на 6 сантиметров?
Там дифуравнение не сложное, специалист запросто может посчитать.
И исходя из этого понять, какие же размеры могут быть.
Вывести выражение по получаемому перегреву и запросто оценить размеры получаемого сердечника.
sex, drinks and rock-n-roll
Festina lente.
1024 МегаПевта равны одному ГигаПевту, 1024 ГигаПевта равны 1 ТераПевту.

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 2316
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chaus » Пн авг 14, 2017 12:11 pm

chemigor писал(а):
Вс авг 13, 2017 11:01 pm
с Биттером не получается (на основе численного моделирования) равномерного поля как мне надо, поэтому его пока не рассматривал. Торец у Биттера дает очень неровное поле, если отступать внутрь - там все хорошо, но мне и торец тоже нужен.
Любой соленоид даёт на концах очень неровное поле, но если засунуть в него сердечник, то геометрия будет определяться сердечником... Полюсные наконечники и т.д. Можно насадить на сердечник несколько Биттеров с разными ампервитками в общей цепи, и, шунтируя их по отдельности (как те же шиммы по сути), выстроить поле. Всё проще, чем "лучи из меди на ЧПУ", ибо у самого Биттера ЧПУ не было, а соленоиды были)))

Схемку бы магнитной цепи посмотреть. Может быть, смогу кинуть в личку контакты наших спецов по магнитным спектрометрам, которые магниты проектируют.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

chemigor
Сообщения: 88
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chemigor » Пн авг 14, 2017 1:51 pm

> А в чем вопрос-то, если посчитать перенос тепла через те, как я понял, 5 на 6 сантиметров?
Тут вот какое дело, если 50бар изнутри цилиндра можно выдержать со стенками 1мм, то меня и 50Вт/(м*К) устроит, а если только со стенками 5мм, то уже 250 надобно. И обязательно, чтобы токонепроводящее было бы...

> Схемку бы магнитной цепи посмотреть. Может быть, смогу кинуть в личку контакты наших спецов по магнитным спектрометрам, которые магниты проектируют.

быстро нарисовать не смогу, а в том виде, как оно у меня сейчас есть (в виде конечных элементов для максвелловского солвера и солвера по теплопроводности) будет не читабельно. Сделаю, если получится так как я хочу, обязательно отфотографирую и выложу.

Лекарь МС
Сообщения: 375
Зарегистрирован: Ср ноя 16, 2011 12:05 am

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение Лекарь МС » Пн авг 14, 2017 10:45 pm

Насколько я понял, изготавливается что-то сродни карманной термоядерной бомбе весом не более пяти килограммов.
Ну может 5,500...5,600 килограмм, но не больше.
Вот если обеспечите охлаждение, тогда изолировать сможете тонким фторопластом.
sex, drinks and rock-n-roll
Festina lente.
1024 МегаПевта равны одному ГигаПевту, 1024 ГигаПевта равны 1 ТераПевту.

chemigor
Сообщения: 88
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chemigor » Пн авг 14, 2017 11:18 pm

> Насколько я понял, изготавливается что-то сродни карманной термоядерной бомбе весом не более пяти килограммов.
и ни сколько не угадали, яж писал выше - супплаер магнитов поменял технологию, и мы немного приплыли с магнитами для нашего ЯМРа с хорошей равномерностью поля. Большие детали для чего и почему гуглятся в сети или ищутся на этом форуме на ключевые слова элегант ямр.

Пробно один магнит получился, но обмотка при магнетизации получилась одноразовой, а это - накладно при производстве в промышленных масштабах.

Посему ужасно прошу не томить, и помочь с деталями, какой именно фторопласт вы имели ввиду, а если его торговое название на просторах европы подскажете, то буду совсем премного благодарен, и очень надеюсь, что этот фторопласт таки выдержит мои давления.

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 2316
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chaus » Вт авг 15, 2017 1:16 pm

А чем плоха слюда?
Традиционный изолятор для высоких температур, да и давление держит прекрасно. Теплопроводность не фонтан, но всё же выше, чем у фторопласта. Модуль упругости выше не в разы, а на порядки.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

Лекарь МС
Сообщения: 375
Зарегистрирован: Ср ноя 16, 2011 12:05 am

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение Лекарь МС » Вт авг 15, 2017 2:21 pm

Катушка коммутируется к источнику питания магнитным пускателем или каким-то реле?
sex, drinks and rock-n-roll
Festina lente.
1024 МегаПевта равны одному ГигаПевту, 1024 ГигаПевта равны 1 ТераПевту.

chemigor
Сообщения: 88
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chemigor » Вт авг 15, 2017 3:40 pm

> Катушка коммутируется к источнику питания магнитным пускателем или каким-то реле?
кучкой низковольтовых мосфетов в параллель, каждый может примерно 600А, а в кучке до 100 штучек, ну и источник при каждом мосфете, ибо 40КА так запросто не сделаешь, да и время коммутации меньше милисекунды можно только так сделать. Если бы напряжение было бы выше, тиратрон бы поставил, но гемора с ним... поэтому пока на мосфетах.

> А чем плоха слюда?
> Традиционный изолятор для высоких температур, да и давление держит прекрасно. Теплопроводность не фонтан, но всё же выше, чем у
> фторопласта. Модуль упругости выше не в разы, а на порядки.

не, сейчас внутри с правильным охлаждением все сложилось и за эти советы очень всем помогавшим и сочувствовавшим благодарен! Обошел тем, что использовал бумагу, на которой полимеризовал силикон, бумага после прогрева выгорела, но форму силикон держит и не пробивает (между обмотками у меня меньше 0.5В).

Теперь заморочка - обтянуть мой агрегат чем-то, чтобы обмотки не развалились. По моим численным расчетам мне надо обтянуть цилиндр 5см диаметра и 6 см высоты так, что:
1. цилиндр будет распирать с усилием примерно 2-3бара и скачкообразно (около одной милисекунды каждую секунду) до 50 бар,
2. через стенки этого цилиндра надобно утащить 2КВатта тепла, по возможности оставив стенки цилиндра до 100С (меньше - лучше),
3. цилиндр должен быть токонепроводящим, или по крайней мере не изображать из себя короткозамкнутый виток, иначе мое пульсирующее поле от 40кА уходит не в магнит, а в цилиндр.

Охлаждение - погружное водяное с принудительной конвекцией.

Как я говорил, первый эксперимент прошел удачно - магнит удалось сделать, но обмотки были обтянуты снаружи армированной изолентой, которую порвало вместе с обмотками (я это предвидел, но на магнит очень хотелось посмотреть) и попортило (похоже безвозвратно) сами коммутаторы.

Лекарь МС
Сообщения: 375
Зарегистрирован: Ср ноя 16, 2011 12:05 am

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение Лекарь МС » Вт авг 15, 2017 8:31 pm

chemigor писал(а):
Вт авг 15, 2017 3:40 pm
тиратрон бы поставил
Это хорошо. Вы его с тиристором не перепутали?
Мне всё-таки не понятно, у вас катушка намотана проводом сечением один квадратный миллиметр и вы в него "загоняете" 40kА?
Или я не понял с сечением?
sex, drinks and rock-n-roll
Festina lente.
1024 МегаПевта равны одному ГигаПевту, 1024 ГигаПевта равны 1 ТераПевту.

chemigor
Сообщения: 88
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chemigor » Вт авг 15, 2017 8:57 pm

> Это хорошо. Вы его с тиристором не перепутали?
ЛекарьМС, вот здесь: DOI: 10.1109/IWAGPR.2011.5963843 я когда-то делал 700 мегаваттные передатчики в том числе на тиратронах, а вы что в электронике умеете, чтоб меня экзаменовать?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 9628
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение avor » Вт авг 15, 2017 9:00 pm

chemigor писал(а):
Вт авг 15, 2017 3:40 pm
Теперь заморочка - обтянуть мой агрегат чем-то, чтобы обмотки не развалились. По моим численным расчетам мне надо обтянуть цилиндр 5см диаметра и 6 см высоты так....
Попробуйте обмотать кевларовым стропом.
Охлаждение - погружное водяное с принудительной конвекцией.
Может жидкий азот? Или какой-нибудь фреон с твердой углекислотой?

Лекарь МС
Сообщения: 375
Зарегистрирован: Ср ноя 16, 2011 12:05 am

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение Лекарь МС » Вт авг 15, 2017 9:53 pm

Да ничего не понимаю. Но разве тиратроны будут нормально работать при таких низких напряжениях?
Ну и тема сечения проводника не раскрыта.
Я наверно фиксировал бы всё каким-то компаундом(типа эпоксидного) с наполнением металлическим порошком.
Пробой не обеспечивало бы, но теплоёмкость увеличивало бы. Ну и стягивал бы тросом-стропом.
ИМХО - у азота теплоёмкость малая, потому сумасшедшее расширение со всеми вытекающими последствиями
sex, drinks and rock-n-roll
Festina lente.
1024 МегаПевта равны одному ГигаПевту, 1024 ГигаПевта равны 1 ТераПевту.

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 2316
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chaus » Вт авг 15, 2017 10:34 pm

Лекарь МС писал(а):
Вт авг 15, 2017 9:53 pm
Я наверно фиксировал бы всё каким-то компаундом(типа эпоксидного) с наполнением металлическим порошком.
Не, порошок вообще не повысит прочность на растяжение, а у эпоксидки она не фонтан...
У кевлара высокое временное сопротивление на разрыв, но низкий модуль Юнга -- конструкция "поплывёт".
Надо использовать стеклоровинг (такой специальный жгут из стекловолокна со специальным покрытием для лучшей связи с эпоксидкой) и, таки да, высокопрочный эпоксидный компаунд. Из такого композита делают баллоны для водорода на 30 МПа. Вообще 50 бар (если я правильно понял, бар = 1 кгс/см2) -- не слишком большое давление, его выдержат и прочное стекло, и хорошая керамика.

А для охлаждения, кстати, можно тепловые мостики сделать в виде медных лент или стержней, идущих от обмоток из-под "прочного корпуса" наружу к сосуду с жидким азотом. Так охлаждают препаратодержатели электронных микроскопов, мы самплер электронного спектрометра массивным медным мостом охлаждали почти до азотной температуры (регистрировали in situ фазовый переход в ВТСП).

Или другое изящное (?) решение: после каждых 10 слоёв обмотки укладываем слой медного капилляра от холодильной установки, через который потом гоним жидкий фреон (или другой хладагент). Тогда, вполне возможно, внешний теплоотвод совсем не понадобится.
Последний раз редактировалось chaus Вт авг 15, 2017 11:08 pm, всего редактировалось 2 раза.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 2316
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chaus » Вт авг 15, 2017 10:49 pm

Лекарь МС писал(а):
Вт авг 15, 2017 8:31 pm
Мне всё-таки не понятно, у вас катушка намотана проводом сечением один квадратный миллиметр и вы в него "загоняете" 40kА?
Или я не понял с сечением?
Он его загоняет импульсами со скважистостью около 1:1000, так что эффективный ток всего около 40 А. На 1 мм2, конечно, многовато с т.з. ПУЭ ))))))), но при охлаждении вполне может выжить.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 2316
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Чем изолировать от протекания тока при высоких температурах?

Сообщение chaus » Вт авг 15, 2017 11:00 pm

Кстати, существует провод марки ПОЖ-700 со стеклянной волокнистой изоляцией, работающий до 700 град. Ц. И что интересно, он выпускается прямоугольного сечения, что повысит коэффициент заполнения каркаса и механическую прочность обмотки. Каких только чудес нет в советской оборонке.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

Ответить

Вернуться в «общехимические вопросы / general chemical issues»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [Bot] и 7 гостей