地下直埋发热管稳态温度场计算新方法-模拟热荷法的研究

为了寻找一种既可真实反映电缆实际情况,又可简便、快速计算电缆温度场的方法,笔者根据温度场和电场的相似性,提出了一种计算地下直埋发热管稳态温度场的新方法—模拟热荷法。首选利用换热量相等的原则,将地表空气对流换热系数等效为一定厚度的土壤,在发热管芯和空气中用模拟热荷代替原来的发热管损耗和空气对土壤温度场的影响;然后根据镜像法,按照地表空气等温、导体等温列出约束方程组;最后利用高斯法求解方程组,求得地下直埋发热管稳态温度场的分布。试验及有限元Ansys仿真验证了模拟热荷法在地下直埋发热管稳态温度场计算中的有效性。     

利用模拟热荷法计算地下电缆稳态温度场

根据电场和温度场的相似性,提出了用于计算地下电缆群稳态温度场的模拟热荷法。利用热路的方法将电缆金属套损耗和铠装层损耗归算到电缆导体。利用调和平均法对电缆导体外的多层介质进行处理,最终将电缆等效为导体和外护层的2层结构。根据换热量相等的原则,将地表空气对流换热系数等效为一定厚度的土壤。在电缆线芯和空气中用模拟热荷代替原来的线芯损耗和空气对土壤温度场的影响。然后根据镜像法,按照地表空气等温、导体等温以及外护层和土壤边界温度梯度相同列出约束方程组。利用高斯法求解方程组,求得地下电缆群稳态温度场的分布。试验和有限元仿真验证了模拟热荷法在地下电缆群稳态温度场计算中的有效性。     

用模拟热荷法进行复合介质温度场计算的研究

根据电场和温度场的相似性,提出了用于计算复合介质地下电缆群稳态温度场的模拟热荷法。文中将电缆等效为缆芯和外护两层结构,借鉴静电场计算中复合介质交界面两侧介质的不同而用单一介质代替时的方法,根据束缚电荷引入"束缚热荷"的概念。认为在土壤和外护两种介质的分界面上有"束缚热荷",在不同介质区域中布置模拟热荷来等效缆芯表面的热荷分布及不同介质分界面上的"束缚热荷"的作用。根据场的唯一性原理,用模拟热荷法计算土壤直埋下的电缆的复合介质稳态温度场,得出温度场图及热荷热量分布图。建立等效处理后的模拟电缆的试验模型进行试验研究,以及ANSYS有限元仿真计算。将模拟热荷法计算结果与试验结果和仿真结果进行对比,验证了模拟热荷法计算复合介质温度场的可行性。     

影响直埋电缆载流量的因素的研究

根据土壤直埋电缆的温度场特性,利用有限元法对热场进行剖分和计算,经过迭代计算出有土壤直埋电缆的载流量。通过多张图表,分析了影响土壤直埋电缆载流量的各个因素以及各因素对载流量的影响规律。     

直埋电缆群载流量和稳态温度场计算新方法

在人口稠密的城市,电能通常通过直埋电力电缆来传输。为确保电缆能够安全和经济的运行,采用精确的方法预计地下电缆的载流量和温度场是很有意义的。因而提出场路结合的新方法,在电缆区域采用等值热路法,而在土壤区域采用有限容积法,并将两者有效地结合起来。该新方法具有比等值热路法计算准确,比坐标组合法计算快速的优点。通过与均匀土壤中的等值热路法和不均匀土壤中的坐标组合法计算结果比较,证明该新方法可以满足实际需要。     

基于有限元仿真的土壤直埋电缆中间接头稳态载流量计算

在运行过程中,电力电缆中间接头的温度通常会比电缆本体高,基于电缆本体温升不超过90℃而计算得到的稳态载流量会造成中间接头的损坏。对于土壤直埋直流电缆接头,利用有限元仿真软件构建三维模型对温度和载流量计算准确度较高,同时为简化计算过程,利用二维轴对称模块建立了接头的平面结构,并旋转形成中间接头的三维模型。对土壤中电缆接头和本体的温度和稳态载流量进行仿真计算,由本体确定的载流量会使接头导体温度高于最大长期允许温度值,不利于电缆长期稳定运行。水分迁移使接头周围土壤热阻增大,采用回填沙土可在一定程度上提高中间接头的稳态载流量。     

基于热路模型和瞬态伴随模型的直埋电缆暂态缆芯温升计算

随着电力负荷不断增大和供电可靠性要求的不断提高,准确和快速评估直埋电缆的暂态温升有助于提高动态增容和应急负荷工况的管理水平。根据温度场的唯一性,针对复杂的电缆结构和散热环境,建立了等效的二支路暂态热路模型。根据热路和电路的相似性,利用电路中的集总参数网络的瞬态分析方法,建立了热容支路的瞬态伴随模型,给出了暂态热路模型的节点导纳矩阵,根据节点热流写出了节点温升方程。由于暂态热路模型中热容和热阻参数不易计算,利用粒子群优化算法和暂态热路模型的瞬态分析法,通过与有限元和试验暂态温升数据的对比,优化获得了暂态热路模型的热容和热阻参数。由于直埋电缆热传递过程中的延迟特性,建立的暂态热路模型可分为短时模型和长时模型,提高了阶跃负荷下的暂态温升和周期性负荷下的暂态温升的计算精度。试验和有限元计算结果的对比证明了所建立的暂态热路模型具有较高的精度,有助于提高暂态负荷的管理水平。     

直埋电缆长期温升影响因素分析

直埋电缆的温度场决定了其载流量的大小,是电缆运行中最重要的问题之一。与架空线路相比,电缆的温升时间一般比较长,而地表的气温不断的发生昼夜和季节性变化,因此电缆温度场分析中有必要把实际气温变化作为边界条件。文中通过有限体积法对电缆温度场进行了计算,将气象站实测地表气温作为计算边界条件,得到了电缆敷设后长时间内的温度场变化情况,并对不同影响因素进行了分析。     

新型的农用直埋电缆

介绍了一种运用于湿热带的新型农用直埋电缆。陈述了新型产品与按部标 JB/ T2 171— 1999生产的产品在结构和性能上有较大改进和提高。文中介绍了产品结构特点 ,工艺关键 ,性能测试和敷设运行。最后对线路建设成本作了比较。     

基于FEM的直埋电缆载流量与外部环境关系的计算

利用有限元法对有外部热源的直埋电缆区域进行剖分,计算了给定电缆负荷的温度场.利用对分法计算了导体温度等于绝缘长期耐受温度时的电缆负荷,确定了有外部热源和地表空气温度变化时的直埋电缆的载流量.计算结果给出了电缆载流量随电缆与外部热源间距的变化规律,以及电缆载流量随地表空气温度的变化规律,为工程实际提供了参考依据.     

基于有限元法的地下电缆群温度场及载流量的仿真计算

结合传热学知识对地下直埋电缆温度场进行分析,构造出热传导方程和边界条件后,采用专业有限元软件建立了3根直埋单芯电缆的温度场模型,计算区域采用三角形单元剖分法。对电缆温度场分布及载流量的确定采用对分法进行迭代求解。通过仿真,分析了影响土壤直埋电缆载流量的各个因素以及各因素对载流量的影响规律,为工程实际提供了参考依据。     

基于数值模拟的四角切圆锅炉温度场影响因素探究

为探索不同因素对四角切圆锅炉炉内温度场的影响,选取某220t/h四角切圆锅炉运行中负荷、过量空气系数、二次风分配、煤粉分配以及煤质(热值)等5个重要因素,利用CFD软件对各因素分别变化时炉内的温度场进行了模拟。结果表明:负荷、过量空气系数及煤质热值变化对各截面平均温度的影响呈现较高的线性相关关系;负荷变化对各层温度影响最为均衡,而煤粉分配变化对各层温度影响最小。     

基于转移矩阵的土壤直埋电缆群稳态温升快速算法研究

文中研究了一种基于转移矩阵和热传导场可叠加原理的方法,以实现对复杂土壤直埋电缆群稳态温升的快速计算。将电缆群的共同作用离散为多根电缆单独作用的组合,两两间的相互影响利用转移系数描述,进而通过有限元计算获得表征电缆群热学特性的转移矩阵,从而实现快速计算。在算例验证中,分别用有限元方法和文中所述方法计算了6根直埋土壤电缆群的温升,并对结果进行对比,证明了基于转移矩阵快速算法求解的准确性。之后利用有限元计算和通用软件CYMCAP提取转移矩阵后计算温升,进一步验证了方法的有效性。     

地下直埋电缆温度场和载流量的数值计算

结合传热学知识对地下直埋电缆温度场进行分析,构造出热传导方程和边界条件后利用有限元法计算了地下电缆的温度场分布,计算区域采用三角形单元剖分法。电缆的载流量采用二分法进行迭代求解。文中给出了三根单芯电缆的温度场分布图,并得到载流量和埋深的关系。     

发电机大轴弯曲和点热法直轴

介绍了一个采用点热法成功地矫正发电机大轴弯曲的实例。     

边界元—模拟电磁荷法解三维涡流场

本文提出了计算三维涡流场的边界元—模拟电磁荷法,它适用于线性媒质而形状较任意的情况。联立方程待解未知量全部为边界标量、即模拟电磁荷双层源。其优点是可以节省计算机容量和时间。对于涡流区,所用格林函数不仅满足赫尔姆霍兹方程而且满足div B=0。对该区,由于模拟电磁荷位于边界以外附近,故电磁荷至各观察点距离均不为0,奇点问题可以得到解决。文中有计算举例。外加均匀场中导体球内场的计算值与理论值符合得较好。     

热冲击对汽轮机转子温度场的影响

采用20节点有限元法，对转子受热冲击引起的温度场进行计算分析，归纳总结出不同热冲击条件下转子调节级前槽截面处风外表面上的温差随时间的变化规律。     

直驱螺杆泵用永磁低速伺服系统三维温度场研究

针对异步电机驱动的传统螺杆泵采油效率较低的问题,设计了直驱式螺杆泵永磁低速伺服系统.由于速度较低,温升问题是这类电机的关键研究问题之一,为了更好地分析该永磁交流伺服电机的温度场分布情况,应用三维有限元法进行计算.同时根据电机的轴向对称结构采用简化模型,缩小了求解区域范围,减少了三维场分析的计算量.最后对样机进行了负载情...     

热电池热模拟研究

简要介绍了使用ANSYS对热电池进行热模拟的流程,并针对具体的热电池进行了初步分析。通过对比,模拟结果与实测值基本吻合,说明热模拟对电池热设计具有指导意义。