Розвиток методів подібності при теплообміні в охолоджуючих каналах обмоток трансформаторів для удосконалення їх теплового захисту - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукУ більшості випадків для створення конкурентоспроможного трансформаторного обладнання застосовуються ефективні методи охолодження обмоток. Реалізація такого виду охолодження дозволяє знизити перевищення температури обмоток трансформатора над середньою температурою оливи в трансформаторі, зменшити необхідну кількість охолоджувачів і насосів, зменшити масу й розміри трансформатора, що знижує витрати на транспортування. У звязку із цим, необхідно точно визначати температурне поле таких обмоток для забезпечення їх надійного теплового захисту. Практичне значення роботи полягає в наступному:-запропоновано новий підхід для визначення примусової складової тепловіддачі та гідравлічних опорів у каналах обмоток, заснований на методиках обробки результатів розрахунку гідродинаміки та тепловіддачі вісьосиметричних чисельних моделей обмоток; -проведені дослідження дозволили розробити метод визначення температурних полів обмоток з напрямними перегородками в трансформаторах при направленій циркуляції охолоджувальної рідини з похибкою до ±5 % і гідравлічного опору в каналах обмоток з похибкою до ±10 %;Даний вид обмоток широко використається за кордоном і в Україні як один із найбільш ефективних з погляду компактності обмотки, але застосування таких обмоток веде до підвищеної аварійності за рахунок інтенсивного старіння ізоляції окремих дисків в обмотці. Аналіз класичних експериментальних і теоретичних досліджень тепловіддачі та гідравлічних опорів у каналах, подібних до каналів у розглянутих обмотках дав можливість визначити напрямок для дослідження явищ теплообміну, а також гідравлічних опорів у каналах складної форми (у каналах обмоток з напрямними перегородками). Для висновку локальних критеріальних рівнянь примусової складової тепловіддачі поверхні дисків у каналах моделі обмотки визначалися:-для кожної елементарної частини горизонтального каналу значення критерію Гретца щодо входу в канал, представлений у літературі: , (7) і - виходу з нього, запропонований автором дисертації: , (8) де - координата середини вітка, для якої визнається число Гретца, відносно входу у відповідний канал (виходу з відповідного каналу). -для кожної елементарної частини вертикальних каналів критерій Гретца щодо входу в розподільний колектор по рівнянню (7) і виходу з колектора, що збирає, по рівнянню (8). Залежності для певних значень і Визначається формула залежності коефіцієнта й ступеня від для горизонтальних каналів, а також формула залежності коефіцієнта й ступеня від для вертикальних каналів, де - координата від входу в розподільний колектор (виходу з колектора, що збирає) до середини вертикальної поверхні витка, для якого знаходиться коефіцієнт тепловіддачі; - координата від входу в розподільний колектор (виходу з колектора, що збирає) до середини вертикальної поверхні витка, останнього (першого) диска в ході, що обмиває спрямований рух охолоджувальної рідини.У дисертації вирішена важлива науково-технічна задача по вдосконаленню теплового захисту обмоток з напрямними перегородками трансформаторів при спрямованій циркуляції охолоджувальної рідини шляхом застосування дослідження тепловіддачі й гідродинаміки в їхніх каналах, який дозволяє знизити матеріалоємність і підвищити надійність трансформаторів. Моделі дозволяють одержати двомірні якісні картини теплообміну й гідродинаміки в ламінарній зоні каналів обмоток при примусовому русі рідини у ній, на основі яких визначається примусова складова локального конвекційного теплообміну в таких каналах. Це дозволяє врахувати в критеріальному рівнянні локальної тепловіддачі вплив зміни профілю швидкості внаслідок виходу рідини з каналу під кутом до його осі. Чисельно досліджені місцеві гідравлічні опори у каналах обмоток, а саме:-отримані поправочні коефіцієнти для урахування впливу відносного розташування трійників у колекторі та числа Re на вході в розподільний і виході з колектора, що збирає, на коефіцієнти місцевих гідравлічних опорів. Нижні індекси: н - ніша, нестандартний; к - колектор, конфузорний, канал; ут - втрати; п - прокладка, прохід трійника; б - бічне відгалуження трійника; пр - провідник; Г - горизонтальний канал; т - турбулентність, точка; кат - диск; пер - напрямна перегородка; г - гідравлічний, без ізоляції; выст - виступ прокладки у вертикальні канали; меди - мідний провідник; ж - рідина; j - номер диску; д-дифузорний, до; вх - вхід; вых - вихід; пов - поворот; с - який збирає; p - розподільний; б - бічне відгалуження; п - прохід, після.

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ