[發(fā)明專利]一種變壓器防絮罩及其網(wǎng)孔尺寸設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810864307.4
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109003781B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚風(fēng)雷;陳昊;張兆君;朱超;張暢;張東東;張鄉(xiāng)農(nóng);徐懂理
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司;南京工程學(xué)院
• 主分類號: H01F27/00
• 分類號: H01F27/00;G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32264
• 代理人: 陳臣

1.一種變壓器防絮罩網(wǎng)孔尺寸設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：根據(jù)流體力學(xué)原理和能量守恒原則，建立變壓器散熱效果衰減率η(a)隨防絮罩網(wǎng)孔尺寸a變化的數(shù)學(xué)模型；

步驟(2)：根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和空中絮狀物分布情況，建立防絮效果F(a)隨防絮罩網(wǎng)孔尺寸a變化的數(shù)學(xué)模型；

步驟(3)：基于散熱效果和防絮效果兩個(gè)目標(biāo)，建立防絮罩網(wǎng)孔尺寸a的優(yōu)化模型，進(jìn)而求解得到了最優(yōu)網(wǎng)孔尺寸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器防絮罩網(wǎng)孔尺寸設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(1)具體是指：

根據(jù)能量守恒定量，氣流穿過防絮罩網(wǎng)孔之前的能量E₁應(yīng)該等于氣流穿過防絮罩網(wǎng)孔之后的動能E₂與氣流克服網(wǎng)孔摩擦阻力所做功W_F的能量和，即為：

E₁＝E₂+W_F (1)

根據(jù)流體力學(xué)原理，防絮罩網(wǎng)孔內(nèi)單位長度摩擦阻力R_m表示成：

式中，ρ表示空氣密度，D表示網(wǎng)孔當(dāng)量直徑，λ表示摩擦阻力系數(shù)，v表示氣流速度；

設(shè)防絮罩厚度為b，網(wǎng)孔當(dāng)量直徑D表示成：

摩擦阻力系數(shù)λ表示成：

式中，K表示網(wǎng)孔材質(zhì)的粗糙度，R_e為雷諾數(shù)，表示成：

式中，u表示動力黏滯系數(shù)；

實(shí)際生產(chǎn)中，防絮罩一般工作在0～40℃，則對應(yīng)的動力黏滯系數(shù)在1.37×10^-4～1.76×10^-4m²/s；設(shè)最大風(fēng)速為20m/s，則：

根據(jù)式(4)、(5)和(6)得摩擦阻力系數(shù)λ的簡化表達(dá)式：

考慮到網(wǎng)孔粗糙度K對R_m的影響，采用K對R_m修正后，結(jié)合式(2)、(3)和(7)得到：

假設(shè)橫截面積為a²，厚度為b的氣流流過防絮罩網(wǎng)孔，則克服網(wǎng)孔摩擦阻力所做的功表示成：

將式(9)代入式(1)得：

防絮罩的長度為L₁，寬度為L₂，防絮罩網(wǎng)孔的材質(zhì)寬度為c，則氣流穿過防絮罩之前的總動能E_1T表示成：

氣流穿過防絮罩之后的總動能E_2T表示成：

氣流克服防絮罩網(wǎng)孔摩擦阻力所做的總功W_FT表示成：

被防絮罩擋住，無法穿過防絮罩的氣流能量E_3T表示成：

根據(jù)能量守恒定量，可得：

E_1T＝E_2T+E_3T+W_FT

則氣流能量衰減率表示成：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器防絮罩網(wǎng)孔尺寸設(shè)計(jì)方法，其特征在于：防絮罩網(wǎng)孔材質(zhì)采用不銹鋼材質(zhì)時(shí)，K取0.1mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器防絮罩網(wǎng)孔尺寸設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟(2)具體是指：柳絮的大小為2-4mm，楊絮的大小為3-3.5mm，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，設(shè)柳絮和楊絮的大小服從正態(tài)分布，依據(jù)正態(tài)分布的定義，可得柳絮大小的正態(tài)分布函數(shù)應(yīng)滿足：

求解式(17)并查閱標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表可得：

u₁＝3,σ₁＝0.25 (18)

則柳絮大小的正態(tài)分布函數(shù)F₁(x)表示成：

x表示柳絮大小；

同理可得楊絮大小的正態(tài)分布函數(shù)F₂(y)：

y表示楊絮大小；

設(shè)柳絮和楊絮含量一樣，則防絮罩網(wǎng)孔尺寸與防絮罩濾除效果的關(guān)系表示成：