Globalki energia-aldaketa itsasoko hondar-gordailuaren indarra handitzen du, baina ingurumen itsasoko konplexuak turbinaen fiabletasuna erronboitzen dute. Puntuan kokatutako transformadore kontrol-kaxetako (PMTCC) kalor-eskualdura kritikoa da—kalorerako eskualdura gabe izan daiteke osagaien erosi. PMTCCren kalor-eskualduraren optimizazioa turbinaen efizientzia hobetzen du, baina ikerketa gehienetan lurreko hondar-gordailuei buruz zentratzen dira, itsasokoak ez ikusita. Beraz, itsasoko baldintzetarako diseinatu PMTCCak segurtasuna hobetzeko.
1 PMTCC Kalor-Eskualdura Optimizazioa
1.1 Gehitu Kalor-Eskualdura Gailuak
Itsasoko PMTCCentzat, gehitu/optimizatu oso itxiatutako kalor-eskualdura gailuak salgaraia/moistura aurkitzeko. Transformadoreen aldean instalatuta, elkarrerakin estekatuta, eskuarki frio efizienteak sortzen dituzte. Gailuetako aire-erakundearen fluxua: ikusi Fig. 1.
Itsasoko hondar-gordailuen klima espesifikoen ondorioz, hala nola, tenperatura aldaketak handiak, humidotas altua eta salgaraiko korrosioa, transformadore kontrol-kaxetako kalor-eskualdura egitasunari eskaini behar zaizkie mendebaldeko eskaintza. Eskualdura-tokiaren diseinuaren optimizazio zehatzari iritsi ahal izateko, lan honetan ANSYSa MATLABrekin batu egiten da, genetiko algoritmoak erabiliz eskualdura-tokien zabalera-parametroak optimizatzeko.
ANSYSen barneko parametriko programazio-hizkuntzaren murrizketen ondorioz, optimizazio-algoritmoak zuzenean integrazioa egin dezakeena, MATLABa intermediario bezala hartzen da. ANSYSen bigarren garapen interfazea garatuz, ANSYS eta MATLAB arteko lotura jarraitua lortzen da. Eskualdura-tokia guztien azalera 0.36 m² dela suposatuz, eskualdura-tokirako atzealdeko zabalera az eta aldeko zabalera ac arteko harremana horrela definitzen da:
Kalkulu eta simulazio zehatzak eginez, eskualdura-tokirako atzealdeko zabalera optimoak 0.235 m direla adierazten da, bi aldeko eskualdura-tokien zabalera 1.532 mra doitzazue. Hau optimizazioa eskualdura-tokiaren azalera guztiz mantentzen du eta bere kalor-eskualdura egitasuna hobetzen du.
1.2 Aire Ezartua Eskualdura Teknologia
Aire ezartua soplanteak erabiliz aire-fluxua aztertzen da, aire konveksioaren bidez tenperatura-desbideratzeak hedatuz kalor-eskualdura hobetzen da. Kaxea tenperaturaz kontrolatzen du, baina kanaleetan mugimendu-zorrotsuna edo galdera lokala aurkitzen ditu. Optimitzazioak kanalen zabalera 100tik 120 mmra hedatzen du eta hidrauliko diametroa txikitzen du, energia galderak minimoan utzi eta efizientzia hobetzen. Oiloi frio kaxetatik beheko putotan itzultzen da, bi cooling itinerario itxia sortuz. Ikusi irudi 2 aire-fluxuarentzat.
Kalor-eskualdura optimizatzeko, Oil Natural Air Forced (ONAF) cooling modua hautatzen da. Soplanteak aire-fluxua igotzen dute beheretik goian, efektiboki radiatoraren gainazal guztiak betetzen dituzte.
1.3 Inlet eta Outlet Optimizazioa Nagusiko Transformadorearen Zuhaitzan
Transformadore kontrol-kaxetako energia galderaren eta inlet eta outlet arteko tenperatura-desbideratze esperatukoaren arabera, aire-fluxu beharrezkoa termodynamikaren bidez kalkulatzen da. Aire-fluxuaren formula V hau da:
Formula honean:
Ventilazio egitasunaren murrizketaren ondorioz, neurtutako aire-fluxua 1.6V ezarriko da. Eficazko inlet azalera A kalkulatzeko formula hau da:
Non v inlet eta outletetako aire-abiadura adierazten duen. Transformadore kontrol-kaxetako energia galdera eta inlet eta outlet arteko tenperatura-desbideratze esperatua zehazten ondoren, aire-fluxu beharrezkoa V termodynamika araberan kalkulatzen da. Azkenik, aire-fluxu Varen arabera, inlet eta outlet dimentsio zehatzak diseinatzen dira:
Inlet presio-galdera eta ireki azaleren arteko korrelazio-analisiak erakusten du ireki azalera handitzeak gas presio-galdera gutxitzen dituela, kalor-eskualdura egitasuna hobetzen duena. Kontrol-kaxetaren egitura-indarra ziurtatuz, inlet ireki azalera 0.066 m² ezarriko da. Ventilazio pasabidea handitzeko, sakelarrietako metodo bat erabiltzen da, poltsa eta ura saihestu ahal izateko. Hondar nagusiko zuhaitzan, 40 cm gorako aireraino inlet window bat gehitzen da, inlet azalera gehiago lortzeko.
Oinarrian aire-sarrera eta goian aire-irteera printzipioari oinarrituz, inlet eta outleten diseinua optimizatzen da. Inlet hondar nagusiko zuhaitzaren oinean kokatzen da, eta outlet goian, konveksio naturala sortuz. Horrek aire hotza suertzerik gabe outletetik irteera eta aire koldea inletetik sarreratzeko aukera ematen dio, aire-fluxu efiziente bat sortuz kalor-eskualdura egitasuna hobetzeko.
1.4 Kontrol-Kaxetaren Egitura Optimizazioa
Itsasoko hondar-gordailuetako sal, humidotas eta korrosibo sustantziak duten arrisku espetsialentzat, antikorrosibo material ugari eta sekularte teknologietan lagundu egiten da kontrol-kaxetaren babesa orokorra hobetzeko.
Kalor-Eskualdura Diseinu Hobetua:
Kable Sarrera eta Aire-Fluxu Optimizazioa:
Hau optimizazioak kable diseinu estrukturatu bat ematen du, kalor-kudeamendua eta sistema fiabletasuna hobetzen dituena.
2 Esperimentu Balioztatzea
2.1 Esperimentu Estudioa
Kalor-eskualdura diseinuaren balioztatzea frogatzeko, plataforma esperimentala eraikita itsasoko hondar-gordailuaren ingurumena simulatzeko. Bi soplante erabili dira itsasoko aire-abiadura eta norabidea errepikatzeko. Esperimentuko gailuak Taula 1ean zerrendatuta daude.
Itsasoko hondar-gordailuaren ingurumena simularaz, soplanteak aire-abiadura eta norabideak errepikatzeko erabiltzen direnean, aire-abiaduraren uniformitatea eta norabide anitasetan oinarritu behar da. Aire-abiadura uniformea kontrol-kaxetaren kalor-eskualdura egitasuna balioztatzeko garrantzitsu da, eta norabide anitasetak itsasoko aire-norabide aldaketak hobeto simulatzen ditu. Beraz, esperimentuan, soplanteak zehaztasun handitan kontrolatu behar dira aire-abiadura eta norabideak itsasoko hondar-gordailuaren ezaugarri berdinetara moldatzeko.
2.2 Esperimentu Emaitzak eta Analisia
Itsasoko hondar-gordailu pad-mounted transformadore kontrol-kaxetaren kalor-eskualdura optimizatu ondoren, kontrol-kaxetaren zati desberdinen kalor-eskualdura efizientzia aurretik eta ondoren erregistratu zen, Taula 2an ikus daiteke.
2.3 Emaitzak eta Diskusioa
Taula 2ko esperimentu datuen arabera, itsasoko hondar-gordailu pad-mounted transformadore kontrol-kaxetaren kalor-eskualdura efizientzia optimizazioaren ondorioz handitu egin da:
3 Iraultza
Lan honetan, itsasoko hondar-gordailuaren ingurumen zaharregiak kontrol-kaxetaren kalor-eskualdura egitasuna eragindako analisi eginda, kalor-eskualdura printzipioetan oinarrituz, optimizazio espedizio bat proposatu eta esperimentalki balioztatu da. Diseinu optimizatua kalor-eskualdura efizientzia hobetzen du eta barneko tenperatura gutxitzen ditu, korrosioaren resistenzia hobetzen du eta zerbaiten zehar luzatzen da. Honen neurriak itsasoko hondar-gordailuen operazio jarraituarentzat teknikari laguntza solida ematen dute.