Termika Optimumigoj Desegno por Kontrolkabinoj de Plataformmontitaj Transformiloj en Maraj Vento-Turbinoj

La globa transformo de energio stimulas la maran vetran energion, tamen kompleksaj maraj kondiĉoj defias la fidon de turbiniloj. La disvastigo de ĉarmo en kontribuĉambroj de transformiloj (PMTCCs) estas kritika—nedisvastiĝa ĉarmo kaŭzas daŭron de komponantoj. Optimumigo de PMTCC disvastigo de ĉarmo plibonorigas efikecon de turbinilo, sed esploro plejparte fokusas sur terestraraj vetroparkoj, neglektante marajn. Do, dezenu PMTCCs por maraj kondiĉoj por plibonori sekurecon.

1 Optimumigo de Disvastigo de Ĉarmo de PMTCC
1.1 Aldonu Aparatojn por Disvastigo de Ĉarmo

Por maraj PMTCCs, aldonu/optimizigu plene fermitajn aparatojn por disvastigo de ĉarmo por rezisti salajn aspersojn/humidecon. Instalitaj apud transformiloj, konektitaj per specialaj interfacoj, ili formigas efikajn refreŝigajn ciklojn. Aerflujo en aparatoj: vidu Fig. 1.

Pro la specifecoj de la mara klimato en maraj vetroparkoj, kiel grandaj temperaturaj ŝancoj, alta humideco, kaj korozo de salspremado, pli severaj postuloj estas faritaj pri la disvastigo de ĉarmo de kontrolĉambroj de transformiloj. Por atingi precizan optimumigon de dizajno de radiadoro, ĉi tiu studo inovacie kombinas ANSYS kun MATLAB, uzante genetajn algoritmojn por optimizi la larĝecparametrojn de radiadoro.

Pro la limigoj de la interna parametra programlingvo de ANSYS en rekta integriĝo de optimumigaj algoritmoj, MATLAB estas adoptita kiel mezulo. Per la disvolvado de dua disvolva interfaco de ANSYS, senproblema konekto inter ANSYS kaj MATLAB estas realigita. Oni supozas ke la tuta areo de la radiadoro estas 0.36 m², kaj la rilato inter la dorsa larĝo a_z kaj la flanka larĝo a_c de la radiadoro estas difinita kiel:

Per detala kalkulado kaj simulacio, la optima dorsa larĝo de la radiadoro estas determinita esti 0.235 m, kun la larĝoj de la du flankaj radiadoroj adaptitaj al 1.532 m konsekvence. Ĉi tiu optimumigo ne nur konservas la tutan areon de la radiadoro sed ankaŭ plibonorigas ĝian disvastigon de ĉarmo.

1.2 Teknologio de Forcita Aerrefreŝigo

Forcita aerrefreŝigo uzas venčilojn por akceli aeran cirkuladon, etendante temperaturdiferencojn per aera konvekto por plibonori disvastigon de ĉarmo. Ĝi kontrolos sekure la temperaturon de la kuŝo, sed konfrontas frikcion/lokan perdon en kanaloj. Optimumigoj inkluzivas vastigon de larĝeco de kanaloj de 100 al 120 mm kaj malgrandigon de hidra diametro, minimumigante energian perdon kaj plibonoriganta efikecon. Refreŝigita oleo revenas al la tanko tra subaj tuboj, formante fermitan ciklon por duobla refreŝigo. Vidu Figuron 2 por cirkulado.

Por optimigi disvastigon de ĉarmo, elektite estas reĝimo de natura aerforcita (ONAF) refreŝigo. Venčiloj dronas aeran fluon por igi refreŝigan aeran fluon de suben al supro, efektive kovrante la tutan surfason de la radiadoro.

1.3 Optimumigo de Eniro kaj Eliro en Ĉefa Transformilo-Kamero

Bazite sur la potenca perdo de la kontrolkuŝo de transformilo kaj la atendata temperaturdiferenco inter eniro kaj eliro, la bezonata aerflujo estas kalkulita per termodynamiko. La formulo por aerflujo V estas:

En la formulo:

• Q estas la disvastigo de ĉarmo je unuotempo;

• ρ estas la aerdenso;

• b estas la specifa varmkapacito;

• ΔT estas la temperaturdiferenco inter eniro kaj eliro.

Koncerne la eblan malfortigon de ventilefikeco, la mezurita aerflujo estas agordita al 1.6V. La formulo por kalkuli la efektivan eniran areon A estas:

Kie v reprezentas la aeran rapidon ĉe ambaŭ eniro kaj eliro. Post klarigo de la potenca perdo de la kontrolkuŝo de transformilo kaj determinado de la atendata temperaturdiferenco inter eniro kaj eliro, la bezonata aerflujo V estas kalkulita per termodynamikaj principoj. Finfine, la specifaj dimensioj de eniro kaj eliro estas dezegnitaj bazitaj sur la aerflujo V:

• Eniro: larĝo de 0.200 m kaj alto de 0.330 m;

• Eliro: larĝo de 0.250 m kaj alto de 0.264 m.

Analizo de la interrilato inter enira prestoperdo kaj malferma areo montras ke pligrandigo de la malferma areo povas efektive redukti gazan preston, do plibonorigi disvastigon de ĉarmo. Sub la premiso de certigado de la struktura forto de la kontrolkuŝo, la enira malferma areo estas agordita al 0.066 m². Por plibonori la efektivan ventilaĵan areon, metodo kombinanta gratilojn kaj louver-kovrojn estas adoptita por pligrandigi ventilaĵajn pasajojn dum evitado de intruso de polvo kaj pluvo. En la suba parto de la ĉefa transformilo-kamero, ekstra enira fenestro estas instalita proksimume 40 cm supre de la tero por plue vastigi la eniran areon.

Bazite sur la principo de suba eniro de aero kaj supra eliro de aero, la aranĝo de eniro kaj eliro estas optimigita. La eniro estas agordita en la suba parto de la ĉefa transformilo-kamero, kaj la eliro situas en la supra parto, formante naturan konvekton. Tio permesas al varmaj aeroj levi sin glate kaj esti elpuŝitaj de la eliro, dum malvarmaj aeroj eniras de la eniro, kreante efektivan aeran cirkuladon por plibonori disvastigon de ĉarmo.

1.4 Optimumigo de Strukturo de Kontrolkuŝo

Por solvi la unikajn provokojn de salo, humideco, kaj korozaj substancoj en maraj vetroparkoj, uziĝas altperformancaj antikorozaj materialoj kaj progresivaj sigelteknologioj por plibonori la tutan protekton de la kontrolkuŝo.

Plibonorigita Dizajno de Disvastigo de Ĉarmo:

• Optimumigitaj Ventilaĵfenestroj: Por solvi nedisvastigon de ĉarmo kaŭzitan pro nesufiĉa kvanto de elirfenestroj, strategie lokitaj estas ekstraj ventiloj sur la supro kaj flankoj. Kalkuloj determinas optimuman grandon kaj kvanton por maksimumi aerfluon dum konservado de struktureca integreco:

• 80 supraj ventiloj (1.0 m × 0.2 m ĉiu);

• 20 flankaj ventiloj (2.0 m × 0.15 m ĉiu).

Eniro de Kabelo kaj Optimumigo de Aerflujo:

• Rektangulaj Eniroj: Rektangulaj eniroj por kabeloj estas meŝitaj en la kanalakero de la bazo de la kadro, simpligante instalon de kabeloj kaj plibonorigante aerajn vojojn.

• Moviga Baza Plado: Moviga baza plado faciligas roton de kabeloj al terminaloj dum konservado de efektiva sigelado, certigante ke internaj komponantoj restas protektitaj.

Ĉi tiuj optimumigoj rezultas en strukturitan, bone separetan aranĝon de kabeloj, kiuj plibonorigas ambaŭ termikan administron kaj sisteman fidon.

2 Eksperimenta Verifiko
2.1 Eksperimenta Aranĝo

Por validigi la fezabilecon de la dizajno de disvastigo de ĉarmo, konstruita estis eksperimenta platformo por komprene simuli la maran vetroparkan medio. Du venčiloj estis uzitaj por reprodukti marajn vetraspektecojn kaj direktojn. La eksperimenta equipaĵo estas listigita en Tablo 1.

Por simuli la maran vetroparkan medio, kiam uzantaj venčilojn por imiti vetraspektecon kaj direkton, oni devas atenti vetraspektecan unuformecon kaj direktemultecon. Unuforma vetraspekteco estas grava por akurata evaluo de la disvastigo de ĉarmo de la kontrolkuŝo, kaj diversaj vetradirektoj povas pli komprene simuli marajn vetradirektŝancojn. Do, dum la eksperimento, venčiloj devas esti precize regitaj por certigi ke vetraspekteco kaj direkto kongruas kun la realaj karakteroj de la mara vetroparko.

2.2 Eksperimentaj Rezultoj kaj Analizo

Post optimumigo de la disvastigo de ĉarmo de la mara vetroparka vetroturbinilo-kutima transformilo-kontrolkuŝo, registrita estis la efikeco de disvastigo de ĉarmo de malsamaj partoj de la kontrolkuŝo antaŭ kaj post optimumigo, kiel montrite en Tablo 2.

2.3 Rezultoj kaj Diskuto

Bazite sur la eksperimentaj datumoj en Tablo 2, la efikeco de disvastigo de ĉarmo de la mara vetroturbinilo-kutima transformilo-kontrolkuŝo montras signifajn plibonorojn post optimumigo:

• Enhavo de Klavaj Regionoj:

• Supra ventilaĵfenestro: Efikeco pliiĝis de 772 W·℃⁻¹ al 1,498 W·℃⁻¹;

• Flanka ventilaĵfenestro: Efikeco pliiĝis de 735 W·℃⁻¹ al 1,346 W·℃⁻¹;

• Enira areo de kabelo: Efikeco pliiĝis de 892 W·℃⁻¹ al 1,683 W·℃⁻¹.
  Ĉi tiuj rezultoj validigas la efikecon de la forciĝa malvarma aer-sistemo kaj optimumigita eniro/eliro dizajno.

• Maximala Plibonoro de Radiadoro:
  Interna efikeco de radiadoro pliiĝis plej signife—de 980 W·℃⁻¹ al 1,975 W·℃⁻¹—demonstrante la gravan rolon de optimumigitaj parametroj de radiadoro kaj strukturo de kuŝo en plibonorigo de termika performanco.

3 Konkludo

Ĉi tiu studo analizis la efikon de la severa medio de mara vetroparko sur disvastigon de ĉarmo de kontrolkuŝo. Guidita de principoj de transmeto de ĉarmo, proponita kaj validigita eksperimentale estis celita optimumiga skemo. La optimumigita dizajno ne nur plibonorigas efikecon de disvastigo de ĉarmo kaj reduktas internajn temperaturojn, sed ankaŭ plibonorigas reziston kontraŭ korozo kaj etendas servoperiodon. Ĉi tiuj mesaĝoj provizas robustan teknikan subtenon por la daŭriga operacio de maraj vetroparkoj.