Нагрев и охлаждение трансформаторов - Киш Л.
Скачать (прямая ссылка):
Второе слагаемое - это падение давления, обусловленное работой, затрачиваемой на ускорение циркулирующего потока воздуха при его нагреве и расширении в охладителе. Этот процесс объясняется следующим образом. Воздух входит в охладитель по круглой трубе со средней скоростью . Предполагается, что режим его течения ламинарный. Во входном сечении трубного пучка профиль распределения скоростей воздуха изменяется, так как движущийся в трубе поток разбивается на множество мелких струй воздуха, имеющих параболический профиль распределения скоростей и сохраняющих первоначальную среднюю скорость . Это изменение профиля распределения скоростей требует затраты работы, равной кинетической энергии потока воздуха, имеющего всюду внутри сечения скорость . Вторая часть работы, затрачиваемая на ускорение, обусловлена преобразованием струй воздуха, имеющих параболическое распределение скоростей и движущихся со средней скоростью , в новые струи, имеющие также параболическое распределение скоростей, но движущиеся со средней скоростью w2. Этим объясняется наличие во втором члене приведенной ниже формулы (4-17) множителя два.
Третье слагаемое - это потери давления на трение воздуха. В справочниках значения коэффициента сопротивления трения задаются по данным экспериментов для различных типов оребрения труб как функция Re.
Рис. 4-19. Изменение статического давления со стороны воздуха масляно-воздушном охладителе.
Четвертое слагаемое - это перепад давления на выходе из охладителя, включающий в себя повышение давления, вызванное внезапным увеличением сечения и уменьшением скорости в увеличенном сечении, и местные потери давления, характеризуемые коэффициентом местного сопротивления .
Таким образом, полный перепад статического давления со стороны воздуха может быть определен, исходя из сказанного, по следующей формуле:
(4-17)
где и - плотность и скорость воздуха у входа в охладитель в сечении, обозначенном на рис. 4-19 цифрой 1: - плотность воздуха у выхода из охладителя в сечении, обозначенном на рис. 4-19 цифрой 2, определяемая при температуре воздуха у выхода из охладителя; - средняя плотность воздуха в охладителе, определяемая при температуре, получаемой через логарифмическую разность температур масла и воздуха в охладителе.
При расч?те значений плотности воздуха необходимо учесть, что и относятся к давлениям и , меньшим, чем .
Для масляно-воздушного охладителя на 100 кВт имеется полученная экспериментальным путем зависимость , которая позволяет по числу Re определить полный перепад статического давления со стороны воздуха, Па:
(4-18)
Температура воздуха на входе в охладитель .
Средняя температура воздуха в охладителе
При : м2/с. Примем, что м/с.
Тогда средняя скорость воздуха в охладителе:
м/с
Выше было определено, что м. Число Re:
Полный перепад статического давления со стороны воздуха согласно (4-18):
Па
Следующим этапом проектирования охладителя является выбор насоса и вентилятора, исходя из условия, чтобы они обеспечивали желаемый расход масла и воздуха при найденных значениях падений статического давления.
Мощность двигателей насоса и вентилятора
В номинальном режиме мощность двигателя насоса
где- к. п. д. насоса;- к. п. д. двигателя насоса;
- падение статического давления со стороны масла; - средняя плотность масла; Go - массовый расход масла.
Пусть ;; Па; кг/м3; GO==9,75 кг/с.
Тогда согласно (4-19)
Вт
Суммарная мощность двигателей двух вентиляторов
где - к. п. д. вентилятора; - к. п. д. двигателя вентилятора; - полное падение статического давления со стороны воздуха; - средняя плотность воздуха; - массовый расход воздуха;
- падение статического давления воздуха на входе в вентилятор; - полное падение статического давления воздуха в охладителе, определяемое по формуле (4-18).
Пусть ;; Па; Па; кг/ м3;. Тогда
Вт
