基于縱向渦發(fā)生器的水輪發(fā)電機定子通風系統(tǒng)CFD優(yōu)化研究.pdf

1、近年來水力發(fā)電行業(yè)不斷進步，水力發(fā)電需求逐漸增大，我國的水電總裝機容量持續(xù)增高。水輪發(fā)電機作為水力發(fā)電過程中的重要設(shè)備，其設(shè)計和運行也越來越受到重視。水輪發(fā)電機運行中的發(fā)熱問題直接關(guān)系到它的運行可靠性與使用壽命，因此通風散熱一直是水力發(fā)電設(shè)備研究的關(guān)鍵問題之一。
　　定子通風系統(tǒng)是水輪發(fā)電機通風散熱系統(tǒng)的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理與否以及內(nèi)部冷卻氣體流動速度和溫度的分布直接關(guān)系到水輪發(fā)電機的正常運行。本文基于計算流體力學和傳熱

2、學的基本理論建立了燈泡貫流式水輪發(fā)電機定子通風系統(tǒng)多場耦合計算模型，針對水輪發(fā)電機定子通風系統(tǒng)的流場和溫度場分布及其耦合進行深入研究并通過在定子通風溝內(nèi)設(shè)置縱向渦發(fā)生器改進定子通風系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增強散熱效果。
　　本文利用三維造型軟件UG建立了定子通風系統(tǒng)模型，通過ICEM CFD對三維模型進行網(wǎng)格劃分之后導(dǎo)入流體流動分析軟件Fluent中計算分析定子通風系統(tǒng)的流場和溫度場，了解系統(tǒng)整體與局部的風速和溫度分布以及高溫區(qū)域的位置，并研究

3、了入口風速對定子通風系統(tǒng)溫升的影響。研究表明系統(tǒng)內(nèi)的最高溫度出現(xiàn)在定子線圈，流體部分的高溫出現(xiàn)在定子線圈后面的軛部區(qū)域。入口風速在一定程度內(nèi)增大會導(dǎo)致系統(tǒng)溫升迅速降低，超過一定范圍后入口風速繼續(xù)增大溫升的降低不再明顯。
　　本文中基于強化散熱理論提出了在定子通風溝中設(shè)置縱向渦發(fā)生器來改善定子通風系統(tǒng)散熱效果的方法，并對縱向渦發(fā)生器的設(shè)置方案進行介紹，研究了縱向渦發(fā)生器增強散熱的機理和影響因素包括沖角，高度以及徑向安裝位置等。本文提