Выбирается тип используемого радиатора, определяется его поверхность конвекции, приведенная к поверхности гладкой стенки. Определяется необходимая поверхность конвекции всех радиаторов трансформатора и число радиаторов. Находится фактическая поверхность конвекции бака с радиаторами и поверхность излучения бака с радиаторами.
Поверхность теплоотдачи такого бака образована в основном развитой поверхностью радиаторов и значительно больше, чем у гладких и трубчатых баков.
Радиатор (рис. 5.4, 5.5) состоит из двух коллекторов (стальных коробок), в которые вварены верхними и нижними концами трубы. Радиатор присоединяют к баку трансформатора фланцами своих коллекторов или приваркой патрубков коллектора к стенке бака (допустимо при кВ∙А).
В трансформаторах мощностью от 100 до 6300 кВ∙А используют радиаторы с прямыми вертикальными трубами овального сечения с размерами овала 72 × 20 мм и толщиной стенки трубы 1,5 мм (рис. 5.4). Эти радиаторы выпускаются с одним рядом труб по 7 труб в ряду и с двумя рядами по 10 труб в ряду. Основные данные радиаторов приведены в табл. 5.5. Для радиатора с одним рядом труб размеры и равны 354 и 158 мм, для радиатора с двумя рядами труб – 505 и 253 мм соответственно.
|
|
Таблица 5.5
Основные данные радиаторов с прямыми трубами по рис. 5.4
Размер , м | Поверхность , м* | Масса, кг | |
стали | масла | ||
С одним рядом труб | |||
0,71 | 0,746 | 12,9 | 8,5 |
0,9 | 0,958 | 15,35 | 10,9 |
С двумя рядами труб | |||
0,71 | 2,135 | 34,14 | |
0,9 | 2,733 | 41,14 | |
1,115 | 3,533 | 50,14 | |
1,4 | 4,333 | 53,94 | |
1,615 | 4,961 | 67,14 | |
1,8 | 5,613 | 73,94 | |
2,0 | 6,253 | 81,98 | |
2,2 | 6,893 | 89,18 | |
2,4 | 7,533 | 95,68 |
* – поверхность конвекции труб; поверхность конвекции двух коллекторов м2 при одном ряде труб, м2 при двух рядах.
В трансформаторах мощностью от 2500 до 63000 кВ∙А применяют двойные трубчатые радиаторы из четырех рядов труб круглого сечения, по 16, 18, 20, 22 трубы в ряду, изогнутых по концам и вваренных в два прямоугольных коллектора (рис. 5.5), или одинарные с двумя рядами труб (по 16 труб в ряду), вваренными только с одной стороны коллекторов. Общее число труб у одинарного радиатора равно 32, у двойных радиаторов соответственно 64, 72, 80, 88. При изготовлении радиаторов используют трубы диаметром 51 мм и толщиной стенки 1,6 или 1,75 мм. Удельная теплоотдача с поверхности таких радиаторов выше, чем у радиатора с прямыми трубами, но конструкция менее технологична.
Основные данные нормальной серии одинарных и двойных радиаторов с изогнутыми трубами по рис. 5.5 приведены в табл. 5.6.
При выборе радиаторов необходимо обеспечить возможность присоединения их к баку. Для этого размер радиатора из таблицы 5.5 должен быть меньше глубины бака Н на (С1 + С2). При выборе радиатора из таблицы 5.6 его размер должен быть меньше глубины бака на 34 см. Если глубина бака мала ее можно увеличит на 10-20 см. Например, глубина бака получилась Н=207 см. Из таблицы 5.6 наименьший размер радиатора = 188 см., для этого радиатора глубина бака должна быть не менее Н = 188+34 = 222 см. Из этого следует, что надо увеличить глубину бака до Н = 222 см.
|
|
Таблица 5.6
Основные данные трубчатых радиаторов по рис. 5.5
Размер , м | Одинарный радиатор | Двойной радиатор | ||||
Поверхность , м2 | Масса, кг | Поверхность , м2 | Масса, кг | |||
стали | масла | стали | масла | |||
1,880 | 11,45 | 22,90 | ||||
2,000 | 12,10 | 24,15 | ||||
2,285 | 13,55 | 27,05 | ||||
2,485 | 14,55 | 29,10 | ||||
2,685 | 15,60 | 31,15 | ||||
3,000 | 17,20 | 34,35 | ||||
3,250 | 18,45 | 36,90 | ||||
3,750 | 21,00 | 42,00 | ||||
4,000 | 22,30 | 44,60 | ||||
4,250 | 24,60 | 47,20 |
Примечание: Поверхность конвекции двух коллекторов одинарного радиатора м2, двойного м2.
Определив размер , следует выбрать радиатор по таблицам 5.5 или 5.6 и определить поверхность конвекции радиатора, приведенную к поверхности гладкой стенки:
, (5.37)
где − коэффициент, учитывающий улучшение теплоотдачи конвекцией радиатора по сравнению с вертикальной гладкой стенкой; для радиаторов с прямыми трубами (рис. 5.4) , для радиаторов с гнутыми трубами (рис. 5.5) ; , – поверхности конвекции труб и двух коллекторов, по таблицам 5.5 или 5.6.
Необходимая поверхность конвекции всех радиаторов трансформатора
, (5.38)
где – по формуле (5.34); – по формулам (5.35), (5.36).
Необходимое по условиям охлаждения число радиаторов:
, (5.39)
где − по формуле (5.38); − по формуле (5.37).
Это число округляют до большего целого числа.
Далее следует оценить возможность размещения полученного числа радиаторов по периметру бака. При числе радиаторов
> 6 нужно начертить в масштабе бак с установленными на нем радиаторами. При этом надо учесть, что минимальные промежутки между трубами соседних радиаторов:
– при параллельном расположении коллекторов – 160 мм для двойных и 100 мм для одинарных радиаторов;
– при размещении коллекторов под углом – 100 мм для двойных и 70 мм для одинарных.
Если радиаторы невозможно разместить на баке, следует скорректировать размеры бака и/или радиаторов в сторону увеличения поверхности теплоотдачи. Обычно увеличивают высоту бака , размер радиатора или выбирают другой тип радиатора с большей поверхностью охлаждения, после чего по формулам (5.36), (5.39), (5.40), (5.41) уточняют требуемую поверхность конвекции и число радиаторов . Корректировку размеров бака и радиаторов продолжают до получения допустимого по условиям размещения на баке числа радиаторов .
Если разместить радиаторы на баке не удается, сделать расчет трубчатого бака.
Фактическая поверхность конвекции бака с навесными радиаторами:
, (5.40)
где − по формуле (5.35), (5.36); − по формуле (5.39) с учетом округления; − по формуле (5.37).
Значение должно быть равным или немного превышать , предварительно найденное по формуле (5.34). В противном случае следует увеличить число радиаторов и уточнить фактическую поверхность конвекции .
В приведенных выше данных для радиаторов не указана их поверхность излучения, поэтому поверхность излучения бака с навесными радиаторами найдем при помощи коэффициента , учитывающего отношение периметра поверхности излучения данного бака с радиаторами к поверхности гладкого бака.
Для бака с навесными радиаторами . Тогда:
– для прямоугольного бака:
; (5.41)
– для овального бака:
, (5.42)
где , , − размеры бака по формулам (5.26), (5.27), (5.29); ; или соответственно.
После окончательного определения размеров бака и поверхностей охлаждения и следует выполнить проверочный расчет превышений температуры обмоток и масла.
|
|