Il-pass għal l-enerġija globali jgħin fil-kurrenti tal-ġwież tal-ġol, imma l-ambjent marittimu komplikat ikkellgħa l-affidabilità tal-turbini. Il-dissipazzjoni tal-ħalijiet fl-kontrollaturi tas-silġ tal-trasformatur (PMTCCs) hija kritika — il-ħalijiet mhux dissipati jkassru l-komponenti. L-ottimizzazzjoni tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet fil-PMTCCs tigħmel l-effiċjenza tal-turbini aħjar, imma r-riċerka biss tfokusaw fuq il-park tal-ġwież tal-barra, inkuranti lil dawn tal-ġol. Għalhekk, disegna l-PMTCCs għal kondizzjonijiet tal-ġol biex tgħallim is-sigurtà.
1 Ottimizzazzjoni tad-Dissipazzjoni tal-Ħalijiet fil-PMTCC
1.1 Aggiungi Dispożitivi għad-Dissipazzjoni tal-Ħalijiet
Għal PMTCCs tal-ġol, żid/ottimizza dispożitivi ta’ dissipazzjoni tal-ħalijiet sew kollha biex jiressistu l-silġ tal-melħ/l-umidità. Installet fit-tanfis tas-trasformatur, magħmula minn interfaxx speċjali, ifformaw sirkuwit effiċjenti ta’ raffreddament. Il-flus tar-raqqa fid-dispożitiv: ara Fig. 1.
Minħabba l-speċifiki tal-klima marittima fil-park tal-ġwież tal-ġol, bħal varjazzjonijiet kbira ft-temp, umidità għoli, u ħalijiet tal-melħ, inhuwa miftuħ l-exigenci aktar stringenti għad-dissipazzjoni tal-ħalijiet tal-kontrollaturi trasformaturi. Biex niffaqqnu l-ottimizzazzjoni preċiża tad-dispożitiv tad-dissipazzjoni, dan l-istudju joħloq innovativament ANSYS ma’ MATLAB, jagħti l-użu tal-algoritmi genetika biex jottimizzaw parametri tal-larghezza tad-dispożitiv tad-dissipazzjoni.
Għalhekk, minħabba l-limiti tal-lingwa tal-programmazzjoni parametrika interna ta’ ANSYS fl-integrazzjoni diretta tal-algoritmi tal-ottimizzazzjoni, huwa adoperat MATLAB bħala intermedi. Tramit it-tixxir ta’ interfaċċi tat-tixxir sekondarju ta’ ANSYS, inrealizzat konnezzjoni seamless bejn ANSYS u MATLAB. Jiġi suppost li l-area totali tad-dispożitiv tad-dissipazzjoni hija 0.36 m², u l-relazzjoni bejn l-aħd tal-post tax-xellug az u l-aħd tal-flanc ac tad-dispożitiv tad-dissipazzjuni hi definita bħal:
Tramit kalkuli u simulazzjonijiet dettagljati, l-aħd tal-post tax-xellug optima tad-dispożitiv tad-dissipazzjuni saret determinata bħala 0.235 m, bil-larghezzi tal-flanc tal-flanc tad-dispożitiv tad-dissipazzjuni modifikati skond 1.532 m. Din l-ottimizzazzjoni mhux biss tmantien l-area totali tad-dispożitiv tad-dissipazzjuni imma wkoll tagħżel l-prestazzi tad-dissipazzjuni.
1.2 Teknoloġija tal-Raffreddament Forzat tal-Arja
Ir-rafreddament forzat tal-arja tuża ventilaturi biex jaċċeleraw il-flus tar-raqqa, jikkbarjaw id-differenzi ft-teperatura permezz tal-konvezzjoni tal-arja biex jiżżidu l-dissipazzjoni tal-ħalijiet. Huwa jikkontrolla s-silġ tal-kabinet bil-mod sigur imma jaffronta persjoni frizzjonali/perditi lokali fid-dawl. L-ottimizzazzjonijiet inkluudu l-għadd tal-larghezza tad-dawl minn 100 għal 120 mm u t-tqassir tal-diametru iddrauliku, minnimizzandu l-perdita tal-enerġija u ssigħu l-effiċjenza. Il-lanġas ir-raffreddat tirtornaw fis-serb jew tal-oil permezz tal-lanġas tal-inferior, formand serkuwit mugħrib għal raffreddament doppju. Ara Figura 2 għad-dawl.
Biex nittottbu l-ottimizzazzjoni tad-dissipazzjoni, jiġi selezzjonat mod ta’ raffreddament Oil Natural Air Forced (ONAF). Il-ventilaturi jagħmlu flus tal-arja biex l-arja tal-raffreddament tkun mill-inferior għal fuq, effettivament qasmet il-kuljank is-silġ tal-radiator.
1.3 Ottimizzazzjoni tal-Inlet u tal-Outlet fil-Kamra Prinċipali tal-Trasformatur
Bazza fuq il-persjuna tal-enerġija tal-kontrollatur tas-silġ tal-trasformatur u l-differenza ta’ temperaturi meħtieġa bejn l-inlet u l-otlet, il-flus tal-arja neċessarji jiġi kalkulat permezz tal-termodinamika. Il-formola għal flus tal-arja V hija:
Fil-formola:
Għalhekk, minħabba l-poterjali diminuzzjoni fid-defficienza tal-ventilazzjoni, il-flus tal-arja misurata setta għal 1.6V. Il-formola għal il-kalkul tal-area effettiva tal-inlet A hija:
Fejn v rappreżenta l-veloċità tal-arja f’l-inlet u l-otlet. Wara t-ħlas tal-persjuna tal-enerġija tal-kontrollatur tas-silġ tal-trasformatur u t-tabbust tal-differenza ta’ temperaturi meħtieġa bejn l-inlet u l-otlet, il-flus tal-arja neċessarji V jiġi kalkulat permezz prinċipji termodinamiki. Infine, id-dimensjonijiet speċifiċi tal-inlet u l-otlet jiġu disegnatib bażi għal il-flus tal-arja V:
L-analiżi tal-korelazzjoni bejn il-persjuna tal-pressjoni tal-inlet u l-area tal-fidwa turi li din tista’ timminni effiċjentament il-persjuna tal-pressjoni tal-gass, biex tkun possibli t-ittottba l-effiċjenza tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet. Fuq is-silġ tal-struttura solidu tal-kontrollatur, l-area tal-fidwa tal-inlet setta għal 0.066 m². Biex nissiguraw l-espansjoni tal-area tal-ventilazzjoni, jiġi adoperat metodu ta’ kombinazzjoni ta’ grilles u covers ta’ louver biex zidd il-passi tal-ventilazzjoni waqt li jiġi prevenuta l-intruzjoni tal-pulvis u tal-imġiel. Fl-inferior tal-kamra prinċipali tal-trasformatur, jiġi installat fiż-żona ta’ 40 cm mill-inferior window addizzjonali tal-inlet tal-arja biex zidd l-area tal-inlet.
Bazza fuq il-prinċipju tal-inlet tal-arja mill-inferior u l-otlet mill-infuq, l-layout tal-inlet u l-otlet jiġi ottimizat. L-inlet huwa sett fit-tanfis tal-kamra prinċipali tal-trasformatur, u l-otlet huwa situat fit-tanfis superjuri, ifformaw konvezzjoni naturali. Dan jawni l-arja ħalija tiżrig bl-mod smooth u jiġi scaricat mill-otlet, waqt li l-arja fredda tirdi mil-inlet, ifformaw serkuwit effektiv tal-arja biex iżżidu l-effiċjenza tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet.
1.4 Ottimizzazzjoni tas-Silġ tal-Kontrollatur
Biex jaffrontaw is-sfidi uniki tal-melħ, umidità, u materjal korrosivi fil-park tal-ġwież tal-ġol, jiġu impiegati materiali anti-korrosivi ta’ alto prestazi u teknoloġiji avvanzati ta’ sigillatura biex issigħu l-protezzjoni komplessiva tal-kontrollatur.
Dissenn Migbor tal-Dissipazzjoni tal-Ħalijiet:
Ingress ta’ Kavelli u Ottimizzazzjoni tal-Flus tal-Arja:
Dawn l-ottimizzazzjonijiet jiġibu su strutturat, layout tal-kavelli well-segregated li ssigħu l-thermal management u r-reliabilità tas-sistema.
2 Verifikazzjoni Eksperimentali
2.1 Setup Eksperimentali
Biex jivverifiku l-fehles ta’ dissenn tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet, ġie kkstruit platform eksperimentali biex simula komprensivament l-ambjent tal-park tal-ġwież tal-ġol. Ħutu użu ta’ żewġ ventilaturi biex ireproduċu l-vltejiet tal-ġol u td-direzzjonijiet. L-equipament eksperimentali hija elenkat fil-Tavla 1.
Biex simula l-ambjent tal-park tal-ġwież tal-ġol, meta jiġu użu ventilaturi biex imetta l-vltejiet u td-direzzjonijiet, għandhom jittieħdu l-kurazzjoni dwar l-uniformità tal-vlt tal-ġol u diversità ta’ direzzjonijiet. L-uniformità tal-vlt tal-ġol hija importanti għal evalwazzjoni akkurata tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet tal-kontrollatur, u diversità ta’ direzzjonijiet tal-ġol jistgħu isimulu l-ambjent tal-ġol b’moħtieg. Għalhekk, waqt it-tes, il-ventilaturi għandhom jiġu kontrolati preċiżament biex il-vltejiet u td-direzzjonijiet jimxiu xieraq mal-karatteristiċi reali tal-park tal-ġwież tal-ġol.
2.2 Risultati Eksperimentali u Analisi
Waqt wara l-ottimizzazzjoni tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet tal-kontrollatur tas-silġ tal-trasformatur tal-ġwież tal-ġol, il-prestazzjoni tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet ta’ parti differenti tal-kontrollatur qabel u wara l-ottimizzazzjuni kienu reġistrati, kif tara fil-Tavla 2.
2.3 Risultati u Diskussjoni
Bazza fuq id-data eksperimentali fil-Tavla 2, l-effiċjenza tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet tal-kontrollatur tas-silġ tal-trasformatur tal-ġwież tal-ġol turi mill-ġdid impruvament significanti wara l-ottimizzazzjuni:
3 Konkluzzjoni
Dan l-istudju analizzaw l-impat tal-ambjent harsh tal-park tal-ġwież tal-ġol fuq tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet tal-kontrollatur. Guidati mill-prinċipji tal-transfer tal-ħalijiet, proponnu skema ta’ ottimizzazzjoni mirata u verifikat eksperimentali. Id-dissenn ottimizat mhux biss jiżżid l-effiċjenza tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet u jniżżel l-temperaturi interna imma wkoll issigħu r-resistanza tal-korruzzjoni u tħallu s-servizz. Dawn il-misuri jipprovdi support tekniku robust għal l-operazzjoni sustenabbli tal-park tal-ġwież tal-ġol.