水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻流場(chǎng)CFD計(jì)算與優(yōu)化.pdf

1、隨著水電技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)越來越重視水電方面的建設(shè)，多年來建立了多個(gè)大型水電站，水輪發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量也不斷增加。隨之而來，水輪發(fā)電機(jī)熱負(fù)荷也相應(yīng)提高，從而引起發(fā)電機(jī)各個(gè)部分溫度升高，直接影響電機(jī)的使用壽命和運(yùn)行的可靠性，因此對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)效果的研究顯得日益重要，已經(jīng)成為當(dāng)前水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)過程中最重要的問題之一。在水輪發(fā)電機(jī)組的工程應(yīng)用過程中，空氣介質(zhì)的通風(fēng)系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、運(yùn)行可靠性高的特點(diǎn),深受運(yùn)行部門的歡迎。通

2、風(fēng)系統(tǒng)的好壞將直接影響到發(fā)電機(jī)的效率，與發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行密不可分。因此，通風(fēng)系統(tǒng)流場(chǎng)的設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要，風(fēng)路是否順暢，能否降低發(fā)電機(jī)各個(gè)局部結(jié)構(gòu)的阻力并提高散熱效果，是電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須關(guān)心的問題。計(jì)算機(jī)技術(shù)和CFD商用軟件的飛速發(fā)展，使得利用通過大量計(jì)算分析來探索和驗(yàn)證各種設(shè)計(jì)方案成為可能。
　　本文應(yīng)用流體仿真計(jì)算軟件 Fluent/Gambit對(duì)水輪發(fā)電機(jī)內(nèi)部的通風(fēng)冷卻流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。首先應(yīng)用三維造型軟件UG NX4

3、.0對(duì)其進(jìn)行三維建模，再通過Parasolid導(dǎo)入Gambit劃分網(wǎng)格，導(dǎo)入Fluent后，采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε、SIMPLE壓力修正算法和多參考系模型，對(duì)通風(fēng)冷卻流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，了解其內(nèi)部局部通風(fēng)結(jié)構(gòu)處的壓力、速度分布特征。
　　在評(píng)判通風(fēng)冷卻效果的因素方面，主要選取通風(fēng)溝的阻力系數(shù)和散熱系數(shù)作為評(píng)價(jià)依據(jù)。針對(duì)整體流場(chǎng)模型龐大，而通風(fēng)溝結(jié)構(gòu)又十分細(xì)小的情況，在建模以及網(wǎng)格劃分的過程中都做了合理有效的化簡(jiǎn)，將整個(gè)流場(chǎng)分為兩大計(jì)算域，并