本文關鍵詞：典型絕緣子積污特性數(shù)值仿真

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【摘要】：輸電線路污閃嚴重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,對絕緣子的積污特性進行研究,有助于揭示輸電線路絕緣子積污規(guī)律,降低污閃事故率。目前對絕緣子積污特性的研究大多都是基于自然積污試驗和風洞積污試驗,這兩種試驗方法的試驗周期長,而且試驗因素可控性差。計算流體力學的長足發(fā)展,使得采用數(shù)值計算的方法對絕緣子的積污特性進行研究成為可能。目前從流體力學仿真計算角度進行的絕緣子積污分析尚不全面,將仿真分析和試驗相結合的研究工作更少。本文采用計算流體力學中氣-固兩相流的仿真計算方法,對典型絕緣子積污特性進行研究。搭建了絕緣子風洞試驗平臺,對仿真計算的方法的可靠性進行了驗證。本文對絕緣子進行1:1的建模,采用歐拉兩相流法利用Fluent軟件對絕緣子周圍的流場進行計算。鑒于絕緣子形狀的復雜性,在湍流的計算中采用精度更高的RNG k-?湍流模型。在后處理中分析了絕緣子表面靜壓和傘裙周圍的速度矢量特征,利用計算得到的絕緣子表面污穢體積分數(shù)對絕緣子表面的積污進行表征。研究了風速、污穢濃度、污穢顆粒物粒徑以及氣流傾角對絕緣子積污的影響,討論了絕緣子表面污穢的不均勻分布規(guī)律。研究表明,污穢顆粒在絕緣子表面的積聚,主要與流場特性以及顆粒的受力狀態(tài)有關;污穢在絕緣子表面的分布呈現(xiàn)一定的不均勻性,迎風面和背風面積污較為嚴重,而側風面的積污程度較小;風速對絕緣子的積污程度有較大的影響,風速的增加使得污穢顆粒的碰撞率增大,絕緣子背風面繞流加重,積污程度增加,具體的變化情況與絕緣子的型式有一定關系;絕緣子表面積污程度與污穢濃度的增加呈線性關系,外界污穢濃度越高,絕緣子積污越嚴重;污穢顆粒粒徑的變化對顆粒在流場中的運動軌跡有很大影響,粒徑的增大加重了重力的影響,在粒徑增大時會出現(xiàn)下表面積污下降的現(xiàn)象;氣流的傾角是影響絕緣子表面積污分布的重要因素,仿真結果明顯看到了不同傾角下絕緣子表面積污的差異。本文的研究成果揭示了不同參數(shù)影響下絕緣子的積污規(guī)律,為線路絕緣子的防污工作以及污穢的監(jiān)測提供參考。
【關鍵詞】：絕緣子 風洞試驗 數(shù)值仿真 歐拉兩相流 積污特性
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM216;TM75
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 論文研究的背景意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-17
• 1.2.1 絕緣子表面污穢積聚及影響因素9-15
• 1.2.2 流體力學仿真研究15-16
• 1.2.3 絕緣子風洞積污試驗16-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4 本章小結18-20
• 2 絕緣子積污過程流場特性20-40
• 2.1 引言20
• 2.2 絕緣子積污過程流體力學原理20-23
• 2.3 絕緣子積污過程氣固兩相流數(shù)值模擬23-25
• 2.4 絕緣子積污過程流場仿真步驟25-31
• 2.5 絕緣子積污過程流場分析31-39
• 2.6 本章小結39-40
• 3 絕緣子積污過程流場特性風洞試驗驗證40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 絕緣子積污風洞試驗系統(tǒng)40-41
• 3.3 試品及試驗程序41-43
• 3.4 絕緣子積污風洞試驗結果及數(shù)值仿真對比43-49
• 3.4.1 絕緣子風洞積污試驗結果43-46
• 3.4.2 數(shù)值仿真結果對比分析46-49
• 3.5 本章小結49-50
• 4 影響絕緣子積污特性因素與分析50-70
• 4.1 引言50
• 4.2 風速對絕緣子表面積污的影響情況50-55
• 4.3 污穢物濃度對絕緣子表面積污的影響55-58
• 4.4 污穢顆粒粒徑對絕緣子表面積污的影響58-62
• 4.5 氣流傾角對緣子表面積污的影響62-65
• 4.6 絕緣子結構型式對表面積污的影響65-68
• 4.7 本章小結68-70
• 5 結論與展望70-72
• 致謝72-74
• 參考文獻74-78
• 附錄78
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄78
• B. 作者在攻讀碩士學位期間參與的科研項目目錄78

【參考文獻】

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本文編號：521152