Нагрев и охлаждение трансформаторов - Киш Л.
Скачать (прямая ссылка):
определяемая по рис. 3-38, Вт/м2;
тепловой поток Вт.
Определим поток излучения радиаторов без стальных листов:
площадь поверхности радиатора, обращенная вверх м2;
плотность потока излучения при и, определяемая по рис. 3-37, Вт/м2;
поток излучения поверхности радиатора, обращенной вверх Вт;
площадь боковой поверхности радиатора (высота излучающей поверхности принята равной 0,9 м) м2;
плотность потока излучения при оС и 0C, определяемая по рис. 3-37, q"s - 350 Вт/м2;
поток излучения боковой поверхности радиатора Вт.
Суммарный тепловой поток, отводимый радиатором путем конвекции и излучения, Вт.
Теперь определим теплоотдачу радиатора при установке стальных листов. Сделаем следующие предположения: толщина пограничного слоя воздуха такая, что даже у верхней части секции радиатора соседние пограничные слои не соприкасаются; распределение температуры конденсаторное; установленные листы не изменяют режим и картину течения воздуха. Если эти предположения соответствуют действительности, то для определения отводимых потерь можно воспользоваться кривыми рис. 3-38, которые построены исходя из степенной зависимости коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха от перепада температуры между стенкой и воздухом с показателем степени 1/3 [см. формулу (3-41)].
Стальные листы благодаря излучению секций нагреваются и отдают полученное тепло путем конвекции воздуху. Составим уравнение теплового баланса для листа. Обозначим термодинамическую температуру, соответствующую превышению средней температуры масла в радиаторе через а термодинамическую температуру, соответствующую перепаду температуры между поверхностью листа и воздухом через , т. е.
Плотность потока излучения с поверхности радиатора на лист согласно формуле (3-81)
Плотность теплового потока, отводимого с листа путем конвекции
По тепловому балансу
Пусть степень черноты поверхности радиатора и листа равна 0,95. Приведенная степень черноты
К; К
Предположим, что 0С. Тогда К, К и Вт/м2.
По рис. 3-38 при средней температуре пограничного слоя воздуха 0С и 0С плотность теплового потока Вт/м2. Как видно, выбранное значение мало. При повторном расчете для получено равенство и .
Вт/м2. Вт/м2
При размерах одного листа мм площадь поверхности девяти листов м2.
Тепловой поток при конвекции Вт: Полный тепловой поток радиатора с установленными между секциями листами Вт, а увеличение теплового потока за счет установки листов составит:
Пример 3-9. Определим поток излучения трансформатора 40 MB•А, рассмотренного в примере 3-7, при следующих условиях: 0C, 0C, 0С, (трансформатор покрашен серой краской).
Поверхности крышки и верхней части радиаторов, обращенной вверх:
площадь м2;
плотность потока излучения при 0С и 0С, определяемая по табл. 3-16, Вт/м2;
поток получения
Боковая излучающая поверхность радиаторов и одна свободная стенка бака высотой, равной высоте поверхности излучения радиатора:
площадь м2;
плотность потока излучения при оС и 0С, определяемая по табл. 3-16, Вт/м2;
поток излучения.
Нижняя часть стенки бака:
площадь м2;
плотность потока излучения при перепаде температуры между нижней частью стенки бака и воздухом оС и 0С, определяемая по табл. 3-16, Вт/м2;
поток излучения кВт.
Полный поток излучения трансформатора кВт.
3-8. Расчет радиаторной системы охлаждения
При естественном циркуляции масла и воздуха расчет радиаторной системы охлаждения проводится следующим образом.
1. Определяют полные потери трансформатора с учетом допуска на потери. Согласно стандартам суммарные потери могут быть на 10% больше суммы гарантированных значений потерь холостого хода и короткого замыкания. Это значение принимается при расчете системы охлаждения за полные потери.
2. Определяют превышение средней температуры обмоток над средней температурой масла Поскольку это значение для разных обмоток может быть неодинаковым, выбирается наибольшее значение
3. Из заданного в стандарте превышения средней температуры обмотки над температурой охлаждающей среды вычитают величину. Полученный результат равен превышению средней температуры масла в обмотке над температурой охлаждающей среды:
4. Определяют размеры бака и потери, отводимые путем излучения, выбирают число радиаторов и число секций в радиаторе и чертят эскиз трансформатора.
5. Выбирают осевой перепад температуры масла в обмотке который равен осевому перепаду температуры масла в радиаторе
6. 6. Прибавляют половину осевого перепада температуры масла в радиаторе к превышению средней температуры масла в радиаторе над температурой охлаждающей среды - Эта сумма определит превышение наибольшей температуры масла над температурой охлаждающей среды
Проверяют, не превышает ли значение этой величины допустимое согласно стандарту значение 600С.
7. Приняв температуру окружающей среды , определяют наибольшую температуру масла и среднюю температуру стенки радиатора :
где - перепад температуры между маслом и стенкой радиатора.
8. Значение плотности потока излучения q8, найденное исходя из наибольшей температуры масла , умножают на сумму площади поверхности крышки и площади проекции радиаторов на горизонтальную плоскость. Это произведение определит потери, отводимые путем излучения с поверхностей, обращенных вверх.
