• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Термална оптимизација на дизајнот за кабинети за контрола на трансформатори монтирани на платформи во офшорни ветрени агрегати

Dyson
Dyson
Поле: Електрични стандарди
China

Глобалната енергетска транзиција го подобрува офшорниот ветерен енергетски потенцијал, но комплексните морски услови предизвикуваат предизвици за надеждноста на турбините. Радијацијата на топлината од кабините за контрола на трансформатори со платформа (PMTCCs) е критична—нерадијираната топлина предизвика повреда на компонентите. Оптимизирањето на радијацијата на топлината од PMTCCs подобрува ефикасноста на турбините, но истражувањата се фокусираат главно на он-шорни ветропаркови, игнорирајќи офшорните. Затоа, дизајнирајте PMTCCs за офшорни услови за подобрување на безопасноста.

1 Оптимизација на радијацијата на топлината од PMTCC
1.1 Додавање на уреди за радијација на топлина

За офшорните PMTCCs, додадете/оптимизирајте потпuno затворени уреди за радијација на топлина за да одоледат на солена магла/влага. Инсталирани до трансформаторите, поврзани преку специфични интерфејси, формираат ефикасни охладувачки циклуси. Проток на воздух во уредите: види Слика 1.

Због спецификите на морското клима во офшорните ветропаркови, како што се големи флуктуации на температурата, висока влажност и корозија од солена магла, поставени се строготи за перформансата на радијацијата на топлината на кабините за контрола на трансформаторите. За да се постигне прецизна оптимизација на дизајнот на радијаторот, ова истражување иновативно комбинира ANSYS со MATLAB, користејќи генетски алгоритми за оптимизација на параметрите на широчина на радијаторот.

Због ограничувањата на вградениот параметарски програмски јазик на ANSYS во директната интеграција на оптимизационите алгоритми, MATLAB се прифаќа како посредник. Низ развојот на вторичен интерфејс на ANSYS, постигнува се беспрекидна врска помеѓу ANSYS и MATLAB. Предполага се дека целосната плоштина на радијаторот е 0,36 m², и односот помеѓу задната широчина az и широчината на боковата рабовита страна ac на радијаторот е дефиниран како:

Низ детални пресметки и симулации, оптималната задна широчина на радијаторот е одредена да е 0,235 m, со широчината на двата бокови радијатори кои се прилагодуваат на 1,532 m соодветно. Оваа оптимизација не само што ја одржува целосната плоштина на радијаторот, туку и ја подобрува неговата перформанца на радијација на топлина.

1.2 Технологија за принудено хладење со воздух

Принуденото хладење со воздух користи вентилатори за да се забрза протокот на воздух, што ја зголемува температурната разлика преку конвекцијата на воздухот за подобрување на радијацијата на топлината. Тоа ја контролира температурата на кабината безбедно, но се соочува со трескави/локални губитоци во каналите. Оптимизациите вклучуваат зголемување на широчината на каналот од 100 до 120 mm и намалување на хидравличкиот дијаметар, минимизирајќи ги губитоците на енергија и подобрувајќи ги ефикасноста. Хладеното масло се враќа во резервоарот преку цеви на дното, формирајќи затворен циклус за двоно хладење. Види Слика 2 за циркулацијата.

За оптимизација на радијацијата на топлината, избран е режим на хладење со природно масло и принуден воздух (ONAF). Вентилаторите го возат протокот на воздух за да се направи да охладувачкиот воздух протече од дното кон врвот, ефективно покривајќи го целосната површина на радијаторот.

1.3 Оптимизација на входот и излезот во главната камера на трансформаторот

На основа на губитоците на моќ во кабината за контрола на трансформаторот и очекуваната температурна разлика помеѓу входот и излезот, потребниот проток на воздух се пресметува користејќи термодинамика. Формулата за проток на воздух V е:

Во формулата:

  • Q е радијацијата на топлината по единица време;

  • ρ е густината на воздухот;

  • b е специфичната топлотна капацитет;

  • ΔT е температурната разлика помеѓу входот и излезот.

Због потенцијалното паднување на ефикасноста на вентилацијата, мерената количина на протокот на воздух се поставува на 1,6V. Формулата за пресметување на ефективната површина на входот A е:

Каде што v представува брзината на воздухот на входот и излезот. Постојано со објаснување на губитоците на моќ во кабината за контрола на трансформаторот и определување на очекуваната температурна разлика помеѓу входот и излезот, потребниот проток на воздух V се пресметува користејќи принципите на термодинамиката. На крај, конкретните размери на входот и излезот се дизајнираат на основа на протокот на воздух V:

  • Вход: широчина од 0,200 m и висина од 0,330 m;

  • Излез: широчина од 0,250 m и висина од 0,264 m.

Анализата на корелацијата помеѓу губитокот на притисок на входот и отворната површина открива дека зголемувањето на отворната површина може ефективно да намали губитокот на гасен притисок, со тоа подобрувајќи ефикасноста на радијацијата на топлината. Под претпоставка на осигурување на структурната јачина на кабината за контрола, површината на входот се поставува на 0,066 m². За подобрување на ефективната површина на вентилацијата, се применува метод кој комбинира решетки и луверни покриви за да се зголемат каналите за вентилација, истовремено предотвратувајќи проникнувањето на прашање и дожд. Во долниот дел на главната камера на трансформаторот, дополнителен прозорец за вход на воздух се инсталира приближно 40 cm над земјата за да се зголеми површината на входот.

На основа на принципот на вход на воздух од дното и излез на воздух од врвот, оптимизиран е распоредот на входот и излезот. Входот е поставен во долниот дел на главната камера на трансформаторот, а излезот е локализиран во горниот дел, формирајќи природна конвекција. Ова овозможува топлиот воздух да се издига гладко и да се исцеди од излезот, додека холодниот воздух влиза од входот, создавајќи ефективен циркулус на воздух за подобрување на ефикасноста на радијацијата на топлината.

1.4 Оптимизација на структурата на кабината за контрола

За да се справи со единствените предизвици на сол, влага и корозивни материјали во офшорните ветропаркови, се користат високоперформантни антикорозивни материјали и напредни технологии за тешка за да се подобри целосната заштита на кабината за контрола.

Подобрен дизајн на радијацијата на топлината:

  • Оптимизирани прозорци за вентилација: За да се реши недостатокот на радијација на топлината поради недостаток на излезни прозорци, дополнителни вентилатори се стратегиски поставени на врвот и страните. Пресметките определуваат оптимални размери и количина за максимизација на протокот на воздух, додека се одржува структурната целост:

    • 80 вентилатори на врвот (1,0 m × 0,2 m секој);

    • 20 вентилатори на страните (2,0 m × 0,15 m секој).

Улаз на кабели и оптимизација на протокот на воздух:

  • Правоуголни входови: Правоуголни входни порти за кабели се машинираат во каналната стална на рамнината, опростувајќи инсталацијата на кабели и подобрувајќи патеките на протокот на воздух.

  • Плъзгање на дното: Плъзгањето на дното олеснува маршрутирањето на кабели до терминалите, додека се одржува ефективна тешка, за да се заштитат внатрешните компоненти.

Овие оптимизации резултираат во структуриран, добро разделен распоред на кабели, што ги подобрува и управувањето на топлината и надеждноста на системот.

2 Експериментална верификација
2.1 Експериментална поставка

За да се потврди феасибилитета на дизајнот на радијацијата на топлината, се конструира експериментална платформа за целосна симулација на околината на офшорните ветропаркови. Две вентилатори се користат за репликација на офшорните ветрови и правци. Експерименталната опрема е наведена во Табела 1.

За да се симулира околината на офшорните ветропаркови, кога се користат вентилатори за имитација на брзината и правецот на ветар, треба да се обрати внимание на униформноста на брзината на ветар и разновидноста на правецот. Униформната брзина на ветар е важна за точна евалуација на перформансата на радијацијата на топлината на кабината за контрола, а разновидните правци на ветар можат повеќе комплетно да симулираат промени на правецот на офшорните ветрови. Затоа, токму во експериментот, вентилаторите треба точно да се контролираат за да се осигура дека брзината и правецот на ветар се совпаѓаат со реалните карактеристики на офшорните ветропаркови.

2.2 Експериментални резултати и анализа

После оптимизација на радијацијата на топлината од кабината за контрола на трансформаторот со платформа во офшорните ветропаркови, се запишува ефикасноста на радијацијата на топлината на различни делови на кабината за контрола пред и после оптимизацијата, како што е прикажано во Табела 2.

2.3 Резултати и дискусија

На основа на експерименталните податоци во Табела 2, ефикасноста на радијацијата на топлината од офшорната кабина за контрола на трансформаторот со платформа покажува значителни подобрувања после оптимизацијата:

  • Подобрувања во клучни области:

    • Прозорец за вентилација на врвот: Ефикасноста се зголеми од 772 W·℃⁻¹ до 1,498 W·℃⁻¹;

    • Прозорец за вентилација на страната: Ефикасноста се подобри од 735 W·℃⁻¹ до 1,346 W·℃⁻¹;

    • Плоштина на входот на кабели: Ефикасноста се зголеми од 892 W·℃⁻¹ до 1,683 W·℃⁻¹.
      Овие резултати потврдуваат ефективноста на системот за принудено хладење со холоден воздух и оптимизиран дизајн на входот и излезот.

  • Максимално подобрување на радијаторот:
    Ефикасноста на внатрешниот радијатор најзначително се зголеми—од 980 W·℃⁻¹ до 1,975 W·℃⁻¹—што покажува критичната улога на оптимизираните параметри на радијаторот и структурата на кабината во подобрувањето на термалната перформанца.

3 Заклучок

Ова истражување анализира влијанието на жестоката околина на офшорните ветропаркови врз радијацијата на топлината од кабината за контрола. Под водечкиот принцип на трансферот на топлина, предложен е целосен оптимизационен план и експериментално потврден. Оптимизираниот дизајн не само што го подобрува ефикасноста на радијацијата на топлината и го намалува внатрешниот температурен степен, туку и го подобрува отпорот на корозија и го проширува временскиот период на служба. Овие мерки даваат робусна техничка поддршка за одржливо функционирање на офшорните ветропаркови.

Дадете бакшиш и одобрувајте авторот!
Препорачано
Minimalna оперативна напон за вакуумски прекинувачи
Minimalna оперативна напон за вакуумски прекинувачи
Минимална оперативна напонска вредност за операции на прекин и затворене во вакуумски прекинувачи1. ВоведКога чуеш терминот „вакуумски прекинувач“, можеби звучи непознато. Но ако кажеме „прекинувач“ или „кинез“, повеќето луѓе ќе знаат што значи. Всушност, вакуумските прекинувачи се клучни компоненти во современите системи за енергија, одговорни за заштита на кружници од повреди. Денес, да го истражиме еден важен концепт — минималната оперативна напонска вредност за операции на прекин и затворене
Dyson
10/18/2025
Ефикасна оптимизација на хибридни систем со ветар и сончеви зраци со складирање
Ефикасна оптимизација на хибридни систем со ветар и сончеви зраци со складирање
1. Анализа на карактеристиките на производството на електрична енергија од ветер и сончеви фотолектиАнализата на карактеристиките на производството на електрична енергија од ветер и сончеви фотолекти (PV) е основна за дизајнирање на комплементарен хибрид систем. Статистичката анализа на годишните податоци за брзината на ветерот и сончевата радијација за специфична област покажува дека ветероресурсите имаат сезонска варијација, со повисоки брзини на ветер во зима и пролет и пониски брзини во лето
Dyson
10/15/2025
Хибридна системата за IoT со поврзување на ветер-сонце за реално време мониторинг на воден патека
Хибридна системата за IoT со поврзување на ветер-сонце за реално време мониторинг на воден патека
I. Тековна состојба и постојни проблемиВо моментов, компаниите за водоснабдување располагаат со екстензивни мрежи на водни труби кои се простираат подземно над градски и селски области. Реално време мониторинг на податоци за работа на трубите е есенцијален за ефективна команда и контрола на производството и дистрибуцијата на вода. Како резултат, многу станции за мониторинг на податоци мораат да се изградат долж трубите. Меѓутоа, стабилни и надежни извори на енергија блиску до овие труби ретко се
Dyson
10/14/2025
Како да се изгради системата за интелигентен склад базиран на AGV
Како да се изгради системата за интелигентен склад базиран на AGV
Интелигентен систем за складско логистично управување базиран на AGVСо брзото развитие на логистичката индустрија, зголемувањето на недостатокот на земјиште и растечките трошоци за работа, складовите, како клучни логистички центрови, се соочуваат со значајни предизвици. Како што складовите постаѓаат поголеми, фреквенцијата на операции се зголемува, комплексноста на информации се зголемува, а задачите за подигање на нарачки стануваат повеќе комплексни, постигнувањето на ниски проценти на грешки,
Dyson
10/08/2025
Послати инquiriја
Преземи
Преземи IEE-Business апликација
Користете ја апликацијата IEE-Business за пребарување на опрема добивање на решенија поврзување со експерти и учество во индустријско соработство секогаш и каде било потполно поддржувајќи го развојот на вашиот енергетски проект и бизнис