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3.2 速度和温度分析
速度的大小是衡量散热量的一个标准[10]，通过流线图可以看到气流在变频器和变压器周边有较好的流动状态，由于电抗器是主要发热元件，因此对电抗器周边的速度场和温度场进行分析，通过比较速度和温度的大小来确定最佳方案。
通过速度云图14和15可以看出，不同方案速度流场差别较大，速度最大处集中在出口处，由于入口处气流向上流动，在顶部速度也较大。由于速度差别较大，从速度云图上看不出具体的变化情况，故选取电抗器中间点进行速度监测，监测点位置如图15所示。
通过温度云图17可以看出，不同方案的温度场分布并不相同，在电阻器周围温度分布较高，尤其在缝隙处存在着高温区，主要是电阻器之间间隙较小，空气不流通所致。
通过图18和19可以看出，各个方案监测点的位置速度和温度分布不尽相同，对不同方案的各点进行速度和温度平均化（如表1所示）可以看到速度对温度影响，即：速度大的地方温度较低，速度小的地方温度较高[11]。综上所述，在同等流量下方案5-45平均速度要比最差方案大30%左右，平均温度要比最高温度低10°，由此可见预先对各种通风散热方案的CFD模拟是有必要的。
图14 方案1电抗器纵截面速度云图
图15 方案2电抗器纵截面速度云
图16 电抗器监测点示意图
图17 方案3电抗器纵截面温度云图
图18 电抗器各监测点速度示意图
图19 电抗器各监测点温度示意图
表1 各个监测点的速度和温度平均值
4 结论
影响房间气流组织效果的因素有很多，其中送风口和出风口的位置对室内气流组织影响很大。通过用CFD软件对风电机组大功率电子元器件空间散热模拟，研究了不同送回风口型式对室内速度场和温度场的影响，分析后可得到以下几点结论：
1)对室内的流场数值模拟结果进行分析，可以直观的得出室内速度和温度的分布，对所有方案进行入口和出口位置的布局改进，由速度和温度变化确定方案5为最佳优化方案，入口百叶窗给定入射口速度与水平方向角度为45度左右，考虑实际安装成本问题也可以用方案2进行替代。
2)尽量加大电抗器相互之间的缝隙，增加间隙内空气的流通性，进而达到更好的换热效果。由于障碍物的影响会对气流流动有较大的影响，从而影响散热效果，具体摆放位置要以能够不阻挡对散热元器件的气流为主。
3)从计算结果来看，CFD软件在对风电
散热方面的分析是有现实意义的，具有成本低、速度快、可以对不同优化方案的实施预测，对风电工程实施和
系统的安全与防护起到了一定的指导作用。
参考文献
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[8] 薛殿华.空气调节[M].清华大学出版社,1998.
[9] 陈付莲,沈毅力.CFD 在空调室内气流组织设计中的应用[D]制冷与空调.2004.4,26-28
[10] 杨世铭,陶文铨.传热学[M].高等教育出版社,2006(4).
[11] 支淼川.电力电子设备水冷散热器的数值模拟[D][硕士论文].华北电力大学.2006.2. | 
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发表于 2013-8-7 15:23:14
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