空气动力学学报
空氣動力學學報
공기동역학학보
ACTA AERODYNAMICA SINICA
2013年
4期
503-510
,共8页
张群峰%严锦丽%王铭%陈志祥
張群峰%嚴錦麗%王銘%陳誌祥
장군봉%엄금려%왕명%진지상
水轮发电机%通风系统%数值模拟%通风损耗
水輪髮電機%通風繫統%數值模擬%通風損耗
수륜발전궤%통풍계통%수치모의%통풍손모
hydro-generator%ventilation system%numerical simulation%ventilation loss
采用多重参考坐标系方法、多孔介质模型和并行计算方法求解三维平均N-S方程和RNGκ-ε方程,对某一大型水轮发电机双路径向无风扇通风系统的流场进行了数值模拟,分析了通风系统中各部件的流动特性及其对发电机整体通风风量的影响.为了给有限元热应力分析提供合理的壁面换热系数,严格控制了第一层壁面网格的厚度,使其y+值在30-100之间.研究表明:由于上、下回路中的气流流经线棒端部的流量较少,采用固定磁极盖板或旋转磁极盖板及磁极盖板有无泄露间隙将直接影响线棒端部的散热,有泄露间隙的旋转磁极盖板形成具有旋转速度的“气墙”,在“气墙”的诱导下,在内侧线棒端部周围形成回流区,并诱导经冷却器冷却后的气流从外侧线棒端部进入该回流区,改善了内侧线棒端部表面的散热性能;由于受磁极旋转效应的影响,整个通风流道内的主要通风耗损来自于定子通风槽入口处的流动损失,定子通风槽内形成迎风区和背风区,背风区内易产生回流区,迎风区内的换热系数高于背风区内的换热系数.研究结果为大型水轮发电机通风流道的优化设计提供依据.
採用多重參攷坐標繫方法、多孔介質模型和併行計算方法求解三維平均N-S方程和RNGκ-ε方程,對某一大型水輪髮電機雙路徑嚮無風扇通風繫統的流場進行瞭數值模擬,分析瞭通風繫統中各部件的流動特性及其對髮電機整體通風風量的影響.為瞭給有限元熱應力分析提供閤理的壁麵換熱繫數,嚴格控製瞭第一層壁麵網格的厚度,使其y+值在30-100之間.研究錶明:由于上、下迴路中的氣流流經線棒耑部的流量較少,採用固定磁極蓋闆或鏇轉磁極蓋闆及磁極蓋闆有無洩露間隙將直接影響線棒耑部的散熱,有洩露間隙的鏇轉磁極蓋闆形成具有鏇轉速度的“氣牆”,在“氣牆”的誘導下,在內側線棒耑部週圍形成迴流區,併誘導經冷卻器冷卻後的氣流從外側線棒耑部進入該迴流區,改善瞭內側線棒耑部錶麵的散熱性能;由于受磁極鏇轉效應的影響,整箇通風流道內的主要通風耗損來自于定子通風槽入口處的流動損失,定子通風槽內形成迎風區和揹風區,揹風區內易產生迴流區,迎風區內的換熱繫數高于揹風區內的換熱繫數.研究結果為大型水輪髮電機通風流道的優化設計提供依據.
채용다중삼고좌표계방법、다공개질모형화병행계산방법구해삼유평균N-S방정화RNGκ-ε방정,대모일대형수륜발전궤쌍로경향무풍선통풍계통적류장진행료수치모의,분석료통풍계통중각부건적류동특성급기대발전궤정체통풍풍량적영향.위료급유한원열응력분석제공합리적벽면환열계수,엄격공제료제일층벽면망격적후도,사기y+치재30-100지간.연구표명:유우상、하회로중적기류류경선봉단부적류량교소,채용고정자겁개판혹선전자겁개판급자겁개판유무설로간극장직접영향선봉단부적산열,유설로간극적선전자겁개판형성구유선전속도적“기장”,재“기장”적유도하,재내측선봉단부주위형성회류구,병유도경냉각기냉각후적기류종외측선봉단부진입해회류구,개선료내측선봉단부표면적산열성능;유우수자겁선전효응적영향,정개통풍류도내적주요통풍모손래자우정자통풍조입구처적류동손실,정자통풍조내형성영풍구화배풍구,배풍구내역산생회류구,영풍구내적환열계수고우배풍구내적환열계수.연구결과위대형수륜발전궤통풍류도적우화설계제공의거.
