燈泡貫流式水輪發(fā)電機通風冷卻系統(tǒng)的數(shù)值計算及模擬.pdf

1、隨著水電事業(yè)的快速發(fā)展，特別是低水頭水力資源的大力開發(fā)，大型燈泡貫流式水輪發(fā)電機得到了迅速的發(fā)展。隨著單機容量的增大，電機的電磁負荷和熱負荷也隨之提高，其發(fā)熱和冷卻問題的研究顯得日益重要，它將直接影響水輪發(fā)電機的使用壽命和運行可靠性。大型燈泡貫流式水輪發(fā)電機，由于布置以及結(jié)構(gòu)的特殊性和復雜性，通風冷卻困難，加上轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的作用，使得氣體在定、轉(zhuǎn)子之間的流動形態(tài)變得非常復雜，對它的發(fā)熱和冷卻計算的研究，將有助于機組通風冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與運行。

2、 燈泡貫流式水輪發(fā)電機的溫度場的分布取決于冷卻介質(zhì)和電磁損耗的分布。為了能夠獲得燈泡貫流式水輪發(fā)電機的溫度分布與通風系統(tǒng)的流體流動規(guī)律，本文從流體力學理論出發(fā)對燈泡貫流式水輪發(fā)電機內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流體場進行計算，然后采用耦合傳熱的方式對定子的流體場和溫度場進行計算。 通過對燈泡貫流式水輪發(fā)電機通風系統(tǒng)的分析，確定了旋轉(zhuǎn)流體場計算區(qū)域，采用混合網(wǎng)格對計算區(qū)域進行離散。結(jié)合冷卻介質(zhì)的特性，給出了流體場計算的基本假設(shè)和邊界條件。采用有

3、限體積法對計算區(qū)域進行迭代計算，以及對轉(zhuǎn)子不同入口風速條件下的流體場進行計算，最終得到流場的分布。 此外，根據(jù)燈泡貫流式水輪發(fā)電機定子的結(jié)構(gòu)特點，確定了定子三維流體場和溫度場的計算區(qū)域，采用混合網(wǎng)格對模型進行離散'，并建立了三維流體場和溫度場耦合傳熱的數(shù)學模型。通過對定子冷卻的分析，采用有限體積法對計算區(qū)域進行求解并得到了的流體場和溫度場分布，將計算得到的溫升值與實測值進行比較，證明該方法的正確性。在熱源一定的情況下，計算并分析