大型发电机定子流场及温度场数值计算与分析

【摘要】电力需求的日益增长促使空冷汽轮发电机容量不断增大,相应的也增加了电机的热负荷,电机内的温升计算是电机设计的一个重要环节。影响电机温升的因素有很多,但最主要的则是电机的通风冷却系统。选择适合的冷却介质、采用合理的通风结构从而更好的提高散热效果,以最经济的通风量高效的带走电机内的热量,这样才能将电机各部分温升控制在设计允许范围内,保证电机安全可靠高效的运行。对大型空冷汽轮发电机内流体的流动与传热特性进行研究是发电机通风结构性能研究中的重点,本文以某大型空冷汽轮发电机为例,对电机定子内的流体场以及流体流动与传热的耦合场进行了研究。首先,根据此大型空冷汽轮发电机定子冷却系统内流体的流动特性,结合电机通风系统的结构建立流体场求解模型并对其进行计算分析,得出定子各个径向通风沟内流体的流速分布规律以及各位置处的速度大小；其次,在定子流体场计算的基础上,建立流体场与温度场耦合求解模型,通过对耦合场的求解,可以得到各个径向通风沟内的流体温度分布趋势和电机固体域的温度分布规律；最后,在大型空冷汽轮发电机流体场与温度场耦合计算的基础之上,分析了在电机总体外部尺寸和铁芯有效长度不变的情况下,改变通风沟尺寸结构等几何变化对大型空冷汽轮发电机定子内的流体流速以及各部分温度的空间分布特性的影响。本文研究方法及结论可为大型空冷汽轮发电机的通风结构设计提供理论依据。
【作者】牛莲静；
【导师】王芳；
【作者基本信息】哈尔滨理工大学，热能工程，2013，硕士
【关键词】汽轮发电机定子；通风系统；流场；温度场；耦合场；

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