热管在变压器中的温度分布的fluent数值模拟-2

石家庄铁道大学毕业设计热管在变压器中的温度分布的fluent数值模拟TEMPERATUREDISTRIBUTIONBYTHEFLUENTSOFTWAREINOIL一IMMERSEDTRANSFORMERUSINGHEATPIPE2012届机械工程学院专业建筑环境与设备工程学号20080751学生姓名杨小军指导老师郝长生完成日期2012年5月25日毕业设计成绩单学生姓名杨小军学号20080751班级机0802-2专业建筑环境与设备工程毕业设计题目热管在变压器中的温度分布的fluent数值模拟指导教师姓名郝长生指导教师职称讲师评定成绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任)签字：年月日任务书开题报告摘要随着工业的进一步发展，电力已经成为我们社会的最重要动力且需求日益强劲，而我们面临这一强大能源最主要的是它的输送问题，变压器是电力系统的主要设备，它对电能的经济运输，灵活分配，安全使用等具有重要意义。目前电力上用的大部分是油浸式变压器，但是这种变压器是靠自然循环散热，一旦埋入地下或者在一些非开阔空间放置时，工作产生的热量不能及时散发出去造成油温过高，性能大打折扣，严重可引起爆炸等事故。本课题针对这一问题展开模拟实验，所采用的是具有高效传热效率的重力热管对油浸式变压器进行散热，利用重力热管能更好的解决变压器在地坑或者其它特殊环境中的散热问题，具有广泛的前景和经济社会效益。本文利用Fluent软件对加热功率为500w和1000时热管在油浸式变压器内的换热情况以及不同结构内变压器换热情况进行了模拟计算，计算结果与实验基本吻合，本文所作的工作为以后的设计计算及应用提理论依据，避免了实验的盲目性和经验理论指导的不准确性。关键词：重力热管温度场fluent软件英文摘要目录符号说明.......................................................................................................................9第1章绪论...............................................................................................................11.1课题研究的背景和意义..............................................................................11.2热管简介......................................................................................................31.2.1基本简介...........................................................................................31.2.2基本工作...........................................................................................31.2.3基本特性...........................................................................................41.2.4相容性及寿命...................................................................................51.3fluent软件介绍............................................................................................51.3.1软件简介...........................................................................................51.3.2Fluent可以计算的流动类型............................................................61.3.3Fluent的计算步骤............................................................................61.4国内外研究概况..........................................................................................71.5本课题主要研究内容..................................................................................8第2章热管式变压器油温升实验.........................................................................102.1实验内容....................................................................................................102.2实验目的....................................................................................................112.3实验仪器....................................................................................................112.4实验结果....................................................................................................122.4.1变压器器身散热测量实验.............................................................122.4.2重力热管功率及油温升测量实验.................................................12第3章热管式变压器的计算模型.........................................................................143.1物理模型....................................................................................................143.2数学模型....................................................................................................143.2.1数学模型的建立.............................................................................143.2.2变压器中油的物性参数.................................................................15第4章采用fluent软件模拟热管在油浸式变压器中..........................................17的温度场和流场.........................................................................................................174.1模拟油浸式变压器实验工况下的温度场和流场....................................174-1-1加热功率为500w时变压器的温度场和流场..............................17参考文献.....................................................................................................................22致谢.............................................................................................................................23符号说明本文中的符号，若文中没有特别说明，其意义均如下所示。文中特别说明所赋符号意义仅限于说明处有效。x一笛卡尔坐标，m。y一笛卡尔坐标，m。z一笛卡尔坐标，m。t一时间，s。ρ一密度，kg/3m。u一速度，m/s。w-速度，m/s。u一运动粘度，m/s。P一压力，Pa。h一流体的比烩，J/kg。一导热系数，w/(m·k)。Cp一定压比热容，J/(kg·k)。v一速度，m/s。一动力粘度，Pa·S。石家庄铁道大学毕业论文1第1章绪论1.1课题研究的背景和意义能源是人类生产、生活的物质基础，能源的利用推动了社会经济的进步和人民生活水平的提高。古代人类以柴草、畜力、风力、水力等为主要能源，产业革命后的200年中，煤炭一直是世界范围内的主要能源。随着科学、经济的发展，石油在一次能源结构中的比例不断增加，并于20世纪60年代超过煤炭。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气比例上升，新能源、可再生能源逐步发展，形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。随着改革开放20余年的积累，GDP的持续增长，综合国力得到增强。我国消费结构开始进入住宅、汽车领域。因此带动了冶金、水泥、铝材高耗能工业超常发展;全球经济化又促使外资大量涌入;这些都导致电力供应紧张局面进一步加剧。虽然2003年全国电力装机容量已达到38573亿kw，年发电量19110亿kw/h，两者都居世界第二位，但人均年电力消费只有1470kwh，而发达国家人均电力消费一般在6000kwh以上。我国离小康社会的电力目标尚远，电力事业还需继续发展图。2006年国民经济以平稳较快速度发展，对电力的需求仍然强劲，各行业用电持续快速增长，虽然高耗能行业受国家宏观调控增速会有所放慢，但是对电力的需求仍会以较快的速度递增。2006年全社会用电量增长率在12%左右，电力供应能力将进一步增强，发电装机投产规模较大。据初步调查，2006年新增发电装机在7500万kW左右，是建国以来发电机组投产最多的一年，如此大的机组投产规模将决定着全国及各地区电力供应形势的变化。随着西北一华中电网的联网成功，全国除新疆、西藏和海南外，其他省区电网实际上已经联成一个全国性的大电网，电网联系将更加紧密，互供、保障及相互支援的能力将进一步增强。虽然全国电力供需矛盾依然存在，但缺电程度和缺电范围将大大降低。根据国家电网公司“十一五”电网规划及2020年远景目标报告，“十一五”期间，国家电网公司将新增330kV及以上输电线路6万km、变电容量3亿kV，投资9000亿元左右;电力供应紧张问题刺激了电力投资热潮，带动输变电设备行业增长可能会持续到2008年，预计变压器行业的年需求量为3.6亿一4亿kV。