燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱系統(tǒng)數(shù)值模擬.pdf

1、水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)散熱的計(jì)算是發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一，它直接關(guān)系到電機(jī)的壽命和運(yùn)行的可靠性。準(zhǔn)確的通風(fēng)散熱計(jì)算對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行具有重要意義。以往在進(jìn)行水輪發(fā)電機(jī)發(fā)熱分析時(shí)，都是孤立地求解溫度場，而很少考慮熱源及通風(fēng)結(jié)構(gòu)與溫度及其分布之間的相互影響。本文采用一種綜合算法，將水輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)和散熱聯(lián)系起來，從而構(gòu)成通風(fēng)散熱的綜合計(jì)算方法。本文的研究工作對(duì)于提高電機(jī)設(shè)計(jì)制造中材料利用率以及電機(jī)運(yùn)行中的可靠性，具有重要意義。 論文主要

2、進(jìn)行了以下方面的工作。 1.將水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)和散熱聯(lián)系起來進(jìn)行綜合計(jì)算研究。分別在所考慮的區(qū)域上建立起通風(fēng)系統(tǒng)的三維流場模型和定子三維溫度場模型，并以溫度場邊界表面散熱系數(shù)的計(jì)算作為這兩個(gè)模型計(jì)算的媒介，從而構(gòu)成通風(fēng)發(fā)熱的綜合計(jì)算方法。 2.以計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件FLUENT為工具，對(duì)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。該方法建立了燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的三維幾何通風(fēng)模型，用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型作

3、為氣流的物理模型，并對(duì)計(jì)算出的電機(jī)空氣風(fēng)量分配情況與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。研究表明在合理的簡化條件下，采用CFD能準(zhǔn)確的模擬燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)流場，為進(jìn)行燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供有效的依據(jù)。計(jì)算得出的電機(jī)各部分空氣風(fēng)速將會(huì)作為定子溫度場計(jì)算的初始條件。 3.以有限元軟件ANSYS為工具，對(duì)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)的定子溫度場進(jìn)行數(shù)值模擬。根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，做相應(yīng)的假設(shè)