Dəniz qüvvələri döyüşlərinin pad monte tranformatorlarının idarəetmə şkafçıklarının istilik optimallaşdırma dizaynı

Qlobal enerji keçidi dəniz rüzgarı enerjisini artırır, amma mürəkkəb dəniz ortamları turbinin nəzərsizliyinə təsir edir. Pad - montajlı transformator idarəetmə qabı (PMTCC) sının istilik buraxılışının önəmliliyi—buraxılmayan istilik komponentlərə zərər verir. PMTCC istilik buraxılışını optimallaşdırmaq turbin effektivliyini artırır, amma araştırmalar əksər dərhal yerlərdəki rüzgar fermalarına diqqət yetirir, dənizləri nəzərə almur. Bu səbəbdən, dəniz şəraitləri üçün PMTCC dizaynı təhlükəsizliyi artırır.

1 PMTCC İstilik Buraxılışının Optimallaşdırılması
1.1 İstilik Buraxılış Cihazlarının Əlavə Edilməsi

Dəniz PMTCC-lər üçün tam bağlanan istilik buraxılış cihazları əlavə edilir/yaxşılaşdırılır tuz püskürlərimə/mənəviyyətə qarşı mübarizə aparmaq üçün. Transformerlərin yanına quraşdırılan və xüsusi interfeyslər vasitəsilə bağlı olan bu cihazlar effektiv soğutma dövrünü yaradır. Cihazların içində hava axını: Şəkil 1-ə baxın.

Dəniz rüzgar fermalarında mənəviyyətin yüksək olması, təzyiqlərin böyük dəyişiklikləri və tuz püskürlərinin korroziyası kimi dəniz ikliminin xüsusiyyətləri səbəbindən, transformator idarəetmə qablarının istilik buraxılış performansına daha çətin tələblər yönəldilir. İstilik buraxıcı dizaynını dəqiq optimallaşdırmak üçün bu araşdırma ANSYS və MATLAB-i innovativ şəkildə birləşdirir, genetik alqoritmlər vasitəsilə istilik buraxıcıların en parametrlərini optimallaşdırır.

ANSYS-in daxili parametrli proqramlaşdırma dilinin optimallaşdırma alqoritmlərini doğrudan inteqrasiya etməkdə limitlərindən ötürə, MATLAB bir aradaç kimi istifadə olunur. ANSYS ikinci inkişaf interfeysi inkişaf etdirilərək, ANSYS və MATLAB arasında sökülməzsiz bir bağlantı yaradılır. İstilik buraxıcının ümumi sahəsinin 0.36 m² olduğunu fərz edib, istilik buraxıcının arxa eni a_z və yan kenar eni a_c arasındakı əlaqə belirlənir:

Detallı hesablamalar və simulasiyalar vasitəsilə, istilik buraxıcının optimum arxa eni 0.235 m, iki yan istilik buraxıcının eni isə uyğun olaraq 1.532 m olaraq müəyyənləşdirilir. Bu optimallaşdırma istilik buraxıcının ümumi sahəsini saxlayır və onun istilik buraxılış performansını artırır.

1.2 Məcburi Hava Soğutma Texnologiyası

Məcburi hava soğutması ventilatorlardan istifadə edərək hava dövrünü təzələyir, hava konveksiyasından istifadə edərək temperatur fərqlərini genişləndirir və istilik buraxılışını artırır. Bu, qabın temperaturunu təhlükəsiz şəkildə idarə edir, amma kanallarda sürtünmə və lokal zədələrə səbəb olur. Optimallaşdırmalar 100-dən 120 mm-ə qədər kanal enini genişləndirməklə və hidravlika diametrini azaltmaqla enerji zədələrini minimuma endirir və effektivliyi artırır. Soğutulmuş yağ alt köpülənlər vasitəsilə rezervuarın içərisinə qayıdır, bu da ikiqat soğutma üçün kapalı dövr yaradır. Dövri Şəkil 2-də göstərilir.

İstilik buraxılışını optimallaşdırmak üçün Yağ Natural Hava Məcburi (ONAF) soğutma rejimi seçilir. Ventilatorlar hava axınıni təmin edir, soğutma hava axını alttan üstə doğru gedir, radiatorun bütün səthini effektiv şəkildə örtür.

1.3 Baş Transformator Qabının Giriş və Çıxışının Optimallaşdırılması

Transformator idarəetmə qabının enerji zədəsi və giriş və çıxış arasındaki gözlənilən temperatur fərqinə əsasən, hava axını termodinamik prinsiplərindən istifadə edərək hesablanır. Hava axını V düsturu:

Düsturda:

• Q bir vahid zaman içində buraxılan istilikdir;

• ρ hava çəkisi;

• b xüsusi istilik kapasiteti;

• ΔT giriş və çıxış arasındaki temperatur fərqidir.

Ventilyasiya effektivliyinin azalması ehtimalı nəzərə alınaraq, ölçülən hava axını 1.6V olaraq təyin edilir. Effektiv giriş sahəsi A hesablanması düsturu:

Bu düsturda v hem giriş hem də çıxışda olan hava sürətidir. Transformator idarəetmə qabının enerji zədəsi və giriş və çıxış arasındakı gözlənilən temperatur fərqinin müəyyən edilməsi əsasında, hava axını V termodinamik prinsiplərindən istifadə edərək hesablanır. Nəhayət, hava axınına V əsasən giriş və çıxışın konkret ölçüləri dizayn edilir:

• Giriş: 0.200 m eni və 0.330 m hündürlüyü;

• Çıxış: 0.250 m eni və 0.264 m hündürlüyü.

Giriş qasırğanlığı və açıq sahə arasında olan korrelyasiyanın analizi, açıq sahənin artırılmasının qaz qasırğanlığını effektiv şəkildə azaldacağını və istilik buraxılış effektivliyini artıracağını göstərir. Idarəetmə qabının struktural qüvvəsini təmin etmək şərtlində, giriş açıq sahəsi 0.066 m² olaraq təyin edilir. Effektiv ventilyasiya sahəsini artırmaq üçün paralel louver örtüləri və reşetlərlə birgə istifadə edilir, bu da toz və yağışdan qorumaq və ventilyasiya keçidlərini artırır. Baş transformator qabının aşağı hissəsində yerden təxminən 40 sm yuxarıda ekstra bir hava giriş pəncərəsi quraşdırılır, bu da giriş sahəsini daha da genişləndirir.

Alt tərəfdən hava girişi və üst tərəfdən hava çıxışı prensipinə əsasən, giriş və çıxışın yerləşməsi optimallaşdırılır. Giriş baş transformator qabının aşağı hissəsində, çıxış isə üst hissəsində yerləşir, bu da natural konveksiyaya səbəb olur. Bu, isti havanın düzgün şəkildə yüksələrək çıxışdan çıxmasına və soyuq havanın girişdən girməsinə imkan verir, bu da effektiv hava dövrünü yaratır və istilik buraxılış effektivliyini artırır.

1.4 Idarəetmə Qabının Strukturunun Optimallaşdırılması

Dəniz rüzgar fermalarında tuz, mənəviyyət və korroziya maddələrinin unikal çətinliklərinə cavab verərək, yüksək performanslı anti-korroziya materialları və inkişaf etmiş bağlanma texnologiyalarından istifadə edilir ki, idarəetmə qabının ümumi himayəsini artırmaq üçün.

Yaxşılaşdırılmış İstilik Buraxılış Dizaynı:

• Optimallaşdırılmış Ventilyasiya Pəncərələri: Yetersiz istilik buraxılış problemini həll etmək üçün üst və yan hissələrdə ekstra ventillər strategik olaraq yerləşdirilir. Hesablamalar, maksimum hava axını ilə birlikdə struktural bütövlüyü saxlamaq üçün optimal ölçüləri və sayını müəyyən edir:

• Üstə monte olunan 80 ventillər (her biri 1.0 m × 0.2 m);

• Yan hissədə monte olunan 20 ventillər (her biri 2.0 m × 0.15 m).

Kabel Girişi və Hava Axını Optimallaşdırılması:

• Düzbucaqlı Girişlər: Kabel giriş portları çərçivə bazasının kanal çələkinə işlənir, bu da kabel quraşdırılmasını asanlaşdırır və hava axını yollarını yaxşılaşdırır.

• Sürtünən Alt Plata: Sürtünən alt plata kabelin terminalara yönləndirilməsinə imkan verir və effektiv bağlanma təmin edir, bu da daxili komponentlərin qorunmasını təmin edir.

Bu optimallaşdırmalar, termal idarəetmə və sistem nəzərsizliyini artıracaq quruluşlu və yaxşı bölünmüş kabel layoutuna nail olunur.

2 Təcrübəyə Təsdiq
2.1 Təcrübə Qurma

İstilik buraxılış dizaynının praktik olarlığını təsdiq etmək üçün, dəniz rüzgar ferması ortamını kompüterlə simulyasiya edən bir təcrübə platforması quruldu. İki ventilator dəniz rüzgar sürəti və istiqamətini taklid etmək üçün istifadə edildi. Təcrübə aparacağı cihazlar Cədvəl 1-də göstərilir.

Dəniz rüzgar ferması ortamını simulyasiya etmək üçün, ventilatorlardan istifadə edərək rüzgar sürəti və istiqamətini taklid etmək lazımdır. Rüzgar sürətinin bərabər olması və istiqamətlərin çoxsaylı olması vacibdir. Bərabər rüzgar sürəti, idarəetmə qabının istilik buraxılış performansının dəqiq qiymətləndirilməsi üçün vacibdir, çoxsaylı rüzgar istiqamətləri isə dəniz rüzgar istiqamətlərinin dəyişikliklərini daha tam simulyasiya edir. Bu səbəbdən, təcrübə zamanı, ventilatorların rüzgar sürəti və istiqaməti dəniz rüzgar fermasının faktiki xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq dəqiqliklə idarə olunmalıdır.

2.2 Təcrübə Nəticələri və Təhlil

Dəniz rüzgar ferması dəniz rüzgar turbinin pad - montajlı transformator idarəetmə qabının istilik buraxılışının optimallaşdırıldıqdan sonra, idarəetmə qabının müxtəlif hissələrinin optimallaşdırılmadan əvvəl və sonra istilik buraxılış effektivliyi qeyd edildi, bu nəticələr Cədvəl 2-də göstərilir.

2.3 Nəticələr və Müzakirə

Cədvəl 2-dəki təcrübə nəticələrinə əsasən, dəniz rüzgar turbinin pad - montajlı transformator idarəetmə qabının istilik buraxılış effektivliyi optimallaşdırdıqdan sonra əhəmiyyətli yaxşılaşmalar gözətdil:

• Əsas Bölgülərdə Yaxşılaşmalar:

• Üst ventilasiya pəncərəsi: Effektivlik 772 W·℃⁻¹-dən 1,498 W·℃⁻¹-ə qədər artdı;

• Yan ventilasiya pəncərəsi: Effektivlik 735 W·℃⁻¹-dən 1,346 W·℃⁻¹-ə qədər artdı;

• Kabel giriş sahəsi: Effektivlik 892 W·℃⁻¹-dən 1,683 W·℃⁻¹-ə qədər artdı.
  Bu nəticələr, məcburi soyuq hava sisteminin və optimallaşdırılmış giriş/çıxış dizaynının effektivliyini təsdiqləyir.

• Radiatorun Maksimal Yaxşılaşması:
  Daxili radiatorun effektivliyi ən çox artdı—980 W·℃⁻¹-dən 1,975 W·℃⁻¹-ə qədər, bu da optimallaşdırılmış fin parametrləri və qab strukturu tarixinin termal performansı artırmasında əsas rolini göstərir.

3 Nəticə

Bu araşdırma, dəniz rüzgar fermasının çətin ortamının idarəetmə qabının istilik buraxılışına təsirini analiz etdi. Istilik nəql prinsiplərinə əsasən, hədəfli optimallaşdırma planı irəli sürüldü və təcrübəyə təsdiq edildi. Optimallaşdırılmış dizayn, istilik buraxılış effektivliyini artırır, daxili temperaturu azaldır, korroziya qarşı dayanıqlılığı artırır və xidmət müddətini uzadır. Bu tədbirlər, dəniz rüzgar fermalarının davamlı operasiyası üçün güclü texniki dəstək təmin edir.