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| 为了保证变压器能够长期安全、可靠地运行,必须要将变压器温度控制在一定范围内。目前油浸式变压器最常见的散热方式为片式散热器散热。变压器油流经变压器铁心及绕组吸收热量,然后流经片式散热器内部将热量散出。热量传递过程中的主要热阻存在于片式散热器空气侧对流换热过程,提高空气对流换热系数能有效提高油浸式变压器散热量。纵向涡发生器是一种有效的被动式强化传热的方法,由于其结构简单易于实现且无需外加动力,因此得到了广泛的应用。纵向涡发生器按扰流装置的外形可分为两大类：翼型涡发生器和扰流柱型涡发生器。由于生产工艺的限制,这两类涡发生器很难用丁油浸式变压器散热片。本文提出一种三角锥型纵向涡发生器,该涡发生器可直接通过冲压等方式直接在变压器散热片上加工成型。为得到三角锥纵向涡发生器的最佳结构及布置方式,本文通过FLUENT数值模拟软件对采用此纵向涡发生器的散热片的散热性能进行了数值分析计算,研究了三角锥型纵向涡发生器攻角、高度及布置方式对变压器散热片散热性能的影响,并分析了其影响机理。通过数值模拟及对散热机理的分析,本文提出的三角锥型纵向涡发生器,能够有效提高油浸式变压器散热片散热效率。通过分析三角锥型纵向涡发生器的攻角和高度对油浸式变压器散热片散热性能的影响,得出在自然对流条件下最佳攻角为45°,最佳高度为10mm。通过对错列排布及顺排布置方式下不同纵向间距L及横向间距H的数值模拟,得出在同样条件下,采用错列布置的方式比顺排布置方式换热效果好；存在最佳的H及L,在本文物理模型下,当纵向间距L=80mm、横向间距H=35mm,采用错列布置的情况下强化换热效果最好,相对于未采用该纵向涡发生器的油浸式变压器散热片,可提高对流换热系数11.5%。本文同时提出了可应用于油浸式变压器散热片表面的其他形状的纵向涡发生器,通过数值模拟及理论计算,均可提高油浸式变压器在自然对流状况下的对流换热系数,可以减小风机容量或在一定范围内取代风机,具有广阔的应用前景。 |
文档标签:
流体力学
