大型发电机定子径向通风沟流体流动特性研究

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1、第3l卷第6期黑龙江电力2009年l2月大型发电机定子径向通风沟流体流动特性研究王海鹏，丁树业，张晓利。(1．哈尔滨大电机研究所，黑龙江哈尔滨150040；2．哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150040；3．哈尔滨热电厂，黑龙江哈尔滨150040)摘要：大型发电机定子径向通风沟内流体流动形态是决定定子通风冷却效果的重要因素之一，对其进行研究具有一定的意义。从流体力学基本理论出发，确立了流体流动的微分方程，进而分别建立了通风沟内具有绕流性物体以及无绕流性物体的求解模型，并给出相应的求解条件，采用有限体积元法对通风沟内的流体场进行了数值求

2、解，并且对通风沟内有无绕流性物体的流体流动特性进行了对比研究，明确了在两种不同流通结构下流体流动的特性区别，得出了一些有益的结论，为大型发电机定子传热特性的研究奠定理论基础。关键词：大型发电机；流体场；绕流流动；流动形态中图分类号：TM31文献标识码：A文章编号：1002—1663(2009)06—0421—05Fluiditystudyofstator’SradialcoolingductoflargegeneratorWANGHaipeng，DINGShuye，ZHANGXiaoli(1．HarbinInstituteofLargeElectri

3、cMotor，Harbinl5oo40，China；2．SchoolofElectricalandElectronicsEngineeringofHarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbinl5o040，China；3．HarbbinThermalPowerPlant，Harbinl5Oo4O，China)Abstract：Flowpatterofstator~radialcoolingductoflargegeneratorisanimportantelementwhichdeterminessta—t

4、oventilationcooling．Thispaper，basedonhydromechanics，establishesthediferentialequationoffluidflow，establishingsolvingmodelsofthesubstancewithflowandtheonewithoutflowincoolingductrespectivelyandof-feringsolvingconditionscorrespondingly，worksoutnumericalsolutiontofluidfieldincooli

5、ngductbyfinitevolumeelement，comparesfluidityofthesubstancewithflowandtheonewithoutflowincoolingductanddefinesthedis—tinctionbetweenfluidityunderdifferentflowstructure．Theseconclusionslaythetheoreticfoundationforstator'sheattransferoflargegenerator．Keywords：largegenerator；fluidf

6、ield；flow；flowpattern定子径向通风沟内的有无绕流性物体的流体流动0引言特性进行数值研究，进行分析比较，以期为电机定大型发电机定子径向通风沟内的流体流动特子乃至整体结构的温度分布进行更为准确地研究。性的准确获取是对发电机定子温度分布特性进行l有无绕流性物体的流体场求解模准确研究的必要保证，但是在以往的电机内温度场的数值研究中，为了简化或者降低研究难度，采用型及定解条件假设定子通风沟内的流体流速的分布沿定子径向1．1流体场求解的数学模型线性分布的做法(即假设通风沟内无绕流性质的线当采用紊流两方程模型求解流体的问题时，控棒的存在)，这样

7、将无法考虑到流体流速微观分布制方程组包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量特性变化对定子传热特性的影响情况。因此，从此守恒方程、方程和方程以及紊流粘度定义式。虽角度出发，采用流体力学的基本理论对大型发电机然从方程的数量以及方程的规模上看方程显得很收稿日期：2009—08—04作者简介：王海鹏(1978一)，男，2002年毕业于哈尔滨理工大学电机争业，工程师。基金项目：国家自然基金资助项目(50576021)一42l一Vo1．31，No．6HeilongjiangElectricPowerDec．2009复杂，但是从方程的结构上来说，每一个方程都可气体一

8、部分由转子经气隙流入通风沟内，这部分气以表示成以下通用的矢量形式，即通用的控制方程流经过转子离心和科里奥利力