شبیهسازی و تحلیل پارامتریک مسیر خنککاری زیگزاگ در سیمپیچهای ترانسفورماتور دیسکی بهمنظور بررسی پارامترهای طراحی موثر بر شرایط خنککاری
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه الزهرا(س)، تهران، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه الزهرا(س)، تهران، ایران
doi
چکیده
پدیده انتقال حرارت، تعیین موقعیت و دمای نقطه داغ در سیمپیچهای ترانسفورماتور، در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این اقبال ناشی از تاثیرات قابل ملاحظه این امور بر استقامت، قابلیت اطمینان و بازده عملکرد ترانسفورماتورها است. هدف اصلی در این مقاله، توسعه یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی با دقت مناسب و حجم محاسباتی متعادل برای انجام مطالعات پارامتری و بهدستآوردن معیارهایی برای طراحی سیمپیچهای دیسکی با مسیر خنککاری زیگزاگ بوده است. این دیسکها از سیمهای مسی و عایق کاغذی که به دور آنها پیچیده شده، ساخته شدهاند. درنظرگرفتن این ناهمگنی، بهصورت تفکیک نواحی حل برای بهوجودآمدن تعداد نواحی بسیار زیاد با اندازه بسیار کوچک، توسعه مدل و بهخصوص شبکه را دشوار میسازد و همچنین هزینه محاسباتی بالایی ایجاد میکند. در این مقاله با استفاده از توابع تعریف خواص روشی ارایه شده است که بدون تفکیک نواحی حل، ناهمگنی دیسکها بهلحاظ جنس و وابستگی خواص ترموفیزیک همچون هدایت حرارتی و لزجت به دما لحاظ شده است. نتایج نشان میدهد که با استفاده از این روش علاوه بر اینکه زمان توسعه مدل و زمان تحلیل، کاهش چشمگیری داشته، دقت تحلیل نیز در حد قابل قبولی بوده و انحراف قابل توجهی در نتایج دیده نشده است. در ادامه نیز با استفاده از قابلیت محیط نرمافزار Ansys WorKbench در تحلیل پارامتری، تاثیر پارامترهای مختلف هندسی و عملکردی بر شرایط خنککاری ترانسفورماتور بررسی شده و در نهایت پیشنهاداتی برای طراحی این مدل از ترانسفورماتورها ارایه شده است.
