本文關(guān)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(yán)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(fēng)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(xué)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(xué)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(jié)合的研究工作更少。本文采用計算流體力學(xué)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(fēng)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(fù)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(fēng)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(guān);污穢在絕緣子表面的分布呈現(xiàn)一定的不均勻性,迎風(fēng)面和背風(fēng)面積污較為嚴(yán)重,而側(cè)風(fēng)面的積污程度較小;風(fēng)速對絕緣子的積污程度有較大的影響,風(fēng)速的增加使得污穢顆粒的碰撞率增大,絕緣子背風(fēng)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(guān)系;絕緣子表面積污程度與污穢濃度的增加呈線性關(guān)系,外界污穢濃度越高,絕緣子積污越嚴(yán)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(jié)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(guān)鍵詞】：絕緣子 風(fēng)洞試驗 數(shù)值仿真 歐拉兩相流 積污特性
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(xué)仿真研究15-16
• 1.2.3 絕緣子風(fēng)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(jié)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(xué)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(jié)39-40
• 3 絕緣子積污過程流場特性風(fēng)洞試驗驗證40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 絕緣子積污風(fēng)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(fēng)洞試驗結(jié)果及數(shù)值仿真對比43-49
• 3.4.1 絕緣子風(fēng)洞積污試驗結(jié)果43-46
• 3.4.2 數(shù)值仿真結(jié)果對比分析46-49
• 3.5 本章小結(jié)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(fēng)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(jié)構(gòu)型式對表面積污的影響65-68
• 4.7 本章小結(jié)68-70
• 5 結(jié)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(xué)位期間發(fā)表的論文目錄78
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)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