网格类型全部采用六面体网格,本次模型网格数量1257506 hexahedral cells,在设置不同出口位置的同时不改变内部网格,只是对出口处网格进行略微改变,以保证网格变化和数量误差造成的计算结果误差。
本次计算采用湍流模型采用工程普遍应用的Realizable k-ε模型[2],计算三维定常流场,入口流量为设计风速1.82m/s,出口为压力出口0Pa,
给定极限温度323k,电抗器和
给定极限温度为393k,其他壁面按绝热处理。
方程中压力一速度耦合采用SIMPLEC算法,方程中的动量离散格式采用Standard格式,其它方程差值格式选用二阶迎风格式进行求解[3-7]。
3 计算结果分析
3.1 流线图分析
数值模拟出的流线速度图可以看出整体流体流动现象,流线如图7至13所示。通过方案1-3可以看出,在入口处,低温气体通过弯形管道流入彩板房内,一部分气体由于壁面效应沿着壁面流动至出口,这部分气体对散热没有起到有效作用;另外一部分气体在内部流动,在经过
、
和电抗器周围可以带走个壁面产生的热量。由于风流动方向和电抗器的排列方向基本一致,在加上电抗器之间间距较小,导致在间隙之间流动性较差。
方案4-5这种设计方案符合气流组织的设置形式,属于侧送侧回的形式,是用的最多的气流组织形式[8-9]。入口百叶窗为可调节角度,对方案4和方案5分别与入口水平方向成30度和45度分别进行分析,看不同角度对电抗器间隙内速度和温度的影响。主要设计目的是调节百叶窗口的人流角使得空气能喷射到电抗器处,从而对间隙内进行散热。
图7 方案1速度流线图
图8 方案2速度流线图
图9 方案3速度流线图
图10 方案4-30度入射角速度流线图
图11 方案4-45度入射角速度流线图
图12 方案5-30度速度入射角流线图
图13 方案5-45度入射角速度流线图 |