大型四極發(fā)電機(jī)冷卻的模化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力已經(jīng)滲透到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及生活的各個(gè)領(lǐng)域，各行各業(yè)對(duì)電力的需求不斷增大，電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。由于大容量發(fā)電機(jī)組的單位容量材料消耗低、單位容量運(yùn)行成本低、生產(chǎn)周期短，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；目前，發(fā)電機(jī)主要朝著大容量的方向發(fā)展。但是大型發(fā)電機(jī)的冷卻技術(shù)是大容量發(fā)電機(jī)發(fā)展的主要障礙，對(duì)大型發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)開展研究具有非常重要的意義。
　　本文通過相似理論及量綱分析來確定發(fā)電機(jī)副槽通風(fēng)冷卻的流動(dòng)相似、壓

2、力相似、旋轉(zhuǎn)相似及傳熱相似等準(zhǔn)則數(shù)；基于這些準(zhǔn)則數(shù)來開展靜態(tài)及動(dòng)態(tài)模化實(shí)驗(yàn)的研究，并基于相應(yīng)的原型工況來確定模化實(shí)驗(yàn)的工況參數(shù)。通過在模化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上開展實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在不同冷卻劑流量下，轉(zhuǎn)子副槽內(nèi)壓力分布規(guī)律與徑向風(fēng)道槽楔處的出口風(fēng)速分布規(guī)律基本一致；從副槽入口到轉(zhuǎn)子中心處副槽內(nèi)的壓力以及徑向風(fēng)道出口風(fēng)速均呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢(shì)。在不同勵(lì)磁電流下，不同位置轉(zhuǎn)子線圈的壁面溫度基本一致，且壁面溫度及溫升隨著電流的增加而增加，其中線圈溫升與實(shí)

3、際電流和額定電流的百分比呈二次方的關(guān)系。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出了基于修正D-B公式的轉(zhuǎn)子內(nèi)換熱模型，其中修正Nusselt數(shù)Nu’的實(shí)驗(yàn)值與換熱模型的預(yù)測(cè)值吻合較好，誤差在20％內(nèi)。同時(shí)，使用該換熱模型預(yù)測(cè)了不同工況下?；瘜?shí)驗(yàn)線圈的壁面平均溫度，壁面平均溫度的實(shí)驗(yàn)測(cè)量值與預(yù)測(cè)值吻合較好，誤差在7%的范圍內(nèi)。
　　針對(duì)蒸發(fā)冷卻在大型發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用，本文在豎直實(shí)驗(yàn)段內(nèi)開展了自然循環(huán)沸騰兩相流動(dòng)換熱特性研究；發(fā)現(xiàn)換熱系數(shù)隨著工質(zhì)入

4、口過冷度減小逐漸增加，當(dāng)入口過冷度小于一定值時(shí)，實(shí)驗(yàn)段的換熱系數(shù)會(huì)出現(xiàn)一定的波動(dòng)。隨著實(shí)驗(yàn)段熱流密度增加，實(shí)驗(yàn)段的換熱系數(shù)也逐漸增強(qiáng)，且熱流密度對(duì)自然循環(huán)流量影響較大。另外，由于發(fā)電機(jī)中蒸發(fā)冷卻的冷卻劑通道尺寸較小，本文針對(duì)矩形空心導(dǎo)線，在豎直窄流道實(shí)驗(yàn)段內(nèi)開展了汽泡行為影響兩相流動(dòng)壓降的可視化實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)壓力、質(zhì)量流量、壁面熱流密度不變的情況下，實(shí)驗(yàn)段壓降與工質(zhì)入口過冷度之間并不是單調(diào)的變化關(guān)系。在流道內(nèi)，汽泡很容易生長到與流