Нагрев и охлаждение трансформаторов - Киш Л.
Скачать (прямая ссылка):
9. Значение плотности потока излучения qs, найденное при средней температуре масла в радиаторах , умножают на площадь боковой поверхности трансформатора. Это произведение определит потери, отводимые путем излучения этой частью поверхности.
10. Исходя из наибольшей температуры масла для крышки и средней температуры масла для вертикальной стенки бака по рис. 3-38, определяют плотность теплового потока для крышки и стенки бака. Умножают найденные значения соответственно на площадь поверхности крышки и площадь поверхности вертикальной стенки бака и находят потери, отводимые баком путем конвекции.
11. Из полных потерь вычитают потери, отводимые трансформатором путем излучения, и потери, отводимые баком путем конвекции. Оставшаяся часть потерь должна быть отведена радиаторами путем конвекции.
12. Используя графики рис. 3-25-3-29, проверяют, могут ли радиаторы отвести при заданных значениях и приходящиеся на них потери. Если да, расчет ведется дальше.
13. Для выбранной геометрии обмоток и радиаторов (высота обмотки, высота радиаторов, разность середины высот обмотки и радиаторов) определяют площадь петли давления и напор .
14. Исходя из выбранного значения осевого перепада температуры масла в обмотке , определяют для наиболее нагретой обмотки массовый расход масла Go:
где Pt - потери наиболее нагретой обмотки.
15. Определяют потери давления в наиболее нагретой обмотке
16. Определяют расход масла, соответствующий полным потерям, которые должны быть отведены радиаторами.
17. Определяют потери давления в радиаторах , исходя из найденного в предыдущем пункте расхода масла.
18. Проверяют, соблюдается ли условие:.
Если отличие существенное, то выбирают новое значение и расчет повторяют.
Коэффициент полезного действия процесса теплопередачи теплообменника
Коэффициент полезного действия процесса теплопередачи теплообменника является безразмерной величиной, равной Отношению отводимых им потерь к наибольшим потерям, которые можно термодинамическим путем отвести при бесконечно большой поверхности теплоотдачи.
Рис. 3-39. Кривые изменения температуры теплоносителей в теплообменнике.
Обозначим величины, относящиеся к более горячему теплоносителю, в данном случае к маслу, индексом т, а величины, относящиеся к более холодному теплоносителю, в данном случае к воздуху, индексом h (рис. 3-39). Введем следующие обозначения: , - массовые расходы теплоносителей; , - удельные теплоемкости;
, - теплоемкости(Более точно величины Gc следует называть теплоемкостями массового расхода теплоносителя или, как это принято в отечественной литературе, водяными эквивалентами теплоносителя. (Прим. ред.)); - температуры; (рис 3-39)-разность температур теплоносителей у входа; - логарифмическая разность температур; Р - потери, отводимые теплообменником; Ртах - потери, которые могут быть отведены теплообменником с бесконечно большой поверхностью теплоотдачи; - КПД процесса теплопередачи теплообменника. Согласно определению
(3-88)
где Cmin - теплоемкость того из двух теплоносителей, у которого она меньше.
(3-88а)
Если поверхность теплоотдачи теплообменника F, а его коэффициент теплоотдачи k, то
(3-88б)
Теплопередающее число теплообменника, являющееся безразмерной величиной,
(3-89)
Отношение теплоемкостей теплоносителей, также являющееся безразмерной величиной,
(3-90)
где Сmax - теплоемкость того из двух теплоносителей, у которого она больше.
Последние три безразмерные критерия полностью определяют термодинамические характеристики заданного типа теплообменника.
Пример 3-10. Радиатор высотой Hг=2,44 м отводит 300 Вт при . Воздух, проходя по радиатору, подогревается на . Температура воздуха у входа температура масла у входа , температура масла у выхода . Площадь поверхности теплоотдачи со стороны воздуха м2.
Необходимо определить к. п. д. процесса теплопередачи.
Расход воздуха при средней температуре воздуха
Расход масла при средней температуре масла
Произведения Gc:
Наибольшие потери при бесконечно большой поверхности теплоотдачи:
Для рассматриваемого примера к. п. д. процесса теплопередачи
а коэффициент теплопередачи, отнесенный к площади поверхности радиатора со стороны воздуха,
Глава четвертая
Малогабаритные теплообменники.
Рис. 4-1. Малогабаритный теплообменник.
Определенная часть трансформаторов, в первую очередь трансформаторы предельной мощности, снабжаются занимающими мало места теплообменниками с большим теплосъемом, называемыми охладителями. В трансформаторостроении применяются масляно-водяные или масляно-воздушные охладители. Масляно-воздушные охладители обычно изготавливаются со встроенными вентиляторами. Такой охладитель для примера показан на рис. 4-1. Имеющиеся всасывающие воронки имеют два назначения: снижают входное сопротивление всасываемому воздуху, т. е. действуют как диффузор; предотвращают повторное всасывание нагретого воздуха после выхода его из охладителя.
При выборе вентилятора наряду с такими его техническими данными, как давление, расход, к. п. д., нагрузочная характеристика и частота вращения, решающее значение имеет также уровень звукового давления. Уровень звукового давления при увеличении окружной скорости, т. е. частоты вращения и диаметра лопастей, возрастает. Обычно вентиляторы с большим рабочим напором снабжаются разгонным устройством, а также устройством, расположенным за рабочим колесом и ускоряющим процесс прекращения вращения.
