CFD在空内冷汽轮发电机转子冷却中的应用.pdfVIP

2013．No．3 CFD在空内冷汽轮发电机转子冷却中的应用 设计与研究 CFD在空内冷汽轮发电机转子冷却中的应用 荆中金1，毕景良2，翁祥玲1，周平1，焦 明1 (1．山东齐鲁电机制造有限公司，山东济南250100；2．北京清华大学热能工程系，北京100084) 摘要：在空内冷发电机的设计过程中，通过发电机冷却计算和发热计算能大致计算出发电机冷却状 况，而通过数值模拟的方法对发电机的流场进行模拟，可以有助于得到最佳流道的设计方案，具有明显 的应用价值和经济效益。采用FLUENT软件计算空心导线的通风冷却情况，分析冷却空气经过空心导 体的温升和压强变化，可以更直观地指导设计人员选择最优的风格长度和风路结构，提升空内冷发电机 的冷却效果，提高设计人员的工作效率。 关键词：FLUENT；空内冷导线；空气温升 内部质量的增加；第二部分表示通过模型后的净通 0引言 量。 空冷发电机有性能稳定、使用成本低、维护方便 在直角坐标系下，可将其转化为微分形式如下 等诸多优点。随着空冷发电机单机容量越来越大， 塑+“业丛+移殛立+伽峰立 (2) 转子表面冷却的间接转子冷却方式已经不能满足大 优 出 啊 出 由于冷却空气在转子表面和转子导体内部的流 容量发电机转子的通风冷却要求。因此广泛采用转 子导线直接冷却方式。空内冷汽轮发电机转子线圈 动复杂性，通常是湍流问题，为此我们需要对N—S 的通风计算是计算空内冷发电机冷却的重点。 方程进行部分的理想处理，不考虑空气的黏性。理 随着计算机分析软件的不断发展，我们对复杂 想空气的流动模型为Euler方程： 的流体流动过程可以借助FLUENT对转子线圈里的 、’(3) 巩 出一 堕dt=丝Ot+“丝Ox+∥考+训老=，一p鱼ox 空气流动进行仿真。特别是在发电机的设计过程 I斗J(4) 中，通过FLUENT计算，可以对发电机线圈的设计过 ——=——+——+创——+——=，，一一 、‘ Ot 舐 az¨ 立=鱼+／Z塞+”考+Wdt 巩 老=￡一刍o却 程进行优化计算¨j，追求良好的效果，大大提高了 1)J ——=——十“——十秽——十——=，，一一 、。(5) Ot Ox 砚“ 设计效率及准确度。 塑=丝讹丝怕考+Wdt 矾 警=z一老o缸 1计算模型 2空心导线的模型分析 对于发电机转子线圈或者转子线圈槽的模型， 2．1 发电机空心导线的基本结构 其