核主泵屏蔽电机内部水路三维流场研究

核主泵屏蔽电机是核电站核岛一次回路系统的重要组成部分,而屏蔽电机内部的冷却水的流动状态直接影响电机内的热量传递的效果。对此建立了一种屏蔽电机整机的三维流场模型。基于计算流体力学理论中的有限体积法,利用Ansys Fluent软件,以实验得到的额定工况时的一次水流速为边界条件,反演计算出屏蔽电机内部的流场速度分布。针对结果分别对屏蔽电机内的关键部位的三维流场进行了分析,得出屏蔽电机内部的轴向及径向速度分布规律。计算结果表明,在靠近旋转壁面处,水速较大,且沿轴向以螺旋线形式向上流动,在下飞轮、屏蔽套间隙流体沿径向速度梯度较大。该研究可为后续的温度场研究提供不同位置处速度分布和数值。     

一种电机气隙内泰勒涡流流动及传热特性

为研究轴向通风冷却的异步电机运行时在定转子间的气隙产生的泰勒涡流对气隙的流动换热情况产生重要影响,以异步电机定转子间气隙的结构尺寸创建光壁、定子侧带凹槽、转子侧带凹槽三种简化物理模型,基于有限体积法和计算流体动力学理论,利用Fluent软件对气隙内的涡旋流动及传热特性进行数值模拟。结果表明:定转子侧凹槽的存在将流场分为了两部分,位于凹槽内的流体流速较小,位于主流区域内的流体,流场分布与光壁模型的流场分布相似,整体上凹槽的存在使壁面平均努塞尔数变大,换热增强。数值模拟泰勒涡流平均努塞尔数计算结果与同类实验关联式结果相比,误差为7.3%。结论对异步电机结构及冷却系统的设计具有参考价值。     

轴径向冷却电机内泰勒涡流与换热研究

对于轴径向通风冷却的同步电机,在定转子间的气隙中冷却空气的流动非常复杂,因此,分析气隙中的流动与换热情况十分重要。以轴径向冷却同步电机的定转子与气隙共同组成的冷却风路创建物理模型,基于有限体积法,数值模拟研究了仅转子壁面旋转的同轴环形气隙空间中的流动及传热,逐渐增加定子风沟径向冷却出流、气隙内冷却空气的轴向流动及转子径向风沟射流三方面因素,分析其对气隙中泰勒涡流流动及传热特性影响。结果表明,气隙内轴向流动对气隙中定转子侧壁面的泰勒涡流与对流换热影响较大。结论对采用轴径向冷却的电机冷却系统的设计具有参考价值。