基于縱向渦發(fā)生器的水輪發(fā)電機(jī)定子通風(fēng)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(jìn)步，水力發(fā)電需求逐漸增大，我國的水電總裝機(jī)容量持續(xù)增高。水輪發(fā)電機(jī)作為水力發(fā)電過程中的重要設(shè)備，其設(shè)計(jì)和運(yùn)行也越來越受到重視。水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的發(fā)熱問題直接關(guān)系到它的運(yùn)行可靠性與使用壽命，因此通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)是水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱系統(tǒng)的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否以及內(nèi)部冷卻氣體流動(dòng)速度和溫度的分布直接關(guān)系到水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。本文基于計(jì)算流體力學(xué)和傳熱

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

3、了入口風(fēng)速對定子通風(fēng)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(fēng)速在一定程度內(nèi)增大會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)溫升迅速降低，超過一定范圍后入口風(fēng)速繼續(xù)增大溫升的降低不再明顯。
　　本文中基于強(qiáng)化散熱理論提出了在定子通風(fēng)溝中設(shè)置縱向渦發(fā)生器來改善定子通風(fēng)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(jìn)行介紹，研究了縱向渦發(fā)生器增強(qiáng)散熱的機(jī)理和影響因素包括沖角，高度以及徑向安裝位置等。本文提