变压器煤油汽相干燥系统中传热传质过程的理论研究

发布时间：2021-03-29 23:09

　　煤油汽相干燥技术是大型油浸式电力变压器生产和维修过程中最重要的工艺过程之一。由于变压器大型化,使用场地偏远以及变压器整体运输困难等因素,移动式煤油汽相干燥设备应运而生。然而,关于移动式煤油汽相干燥过程的传热传质机理研究工作,很少有人做过相关研究,机理方面基本处于空白。但是,关于这一方面的研究,对于变压器煤油汽相干燥技术及设备的发展却有着重要的意义和作用。本文从宏观和微观两方面对移动式煤油汽相干燥过程传热传质机理进行了定量理论研究和模拟计算。整体系统研究方面：建立了两个数学模型,第一个是针对移动式煤油汽相干燥工艺过程所建立的,给出了相应的阶段方程,从而建立了一个能够反应不同工艺阶段工艺参数间定量关系的数学模型。第二个是针对移动式煤油汽相干燥设备系统所建立的,包括48个数学方程的热质传递数学模型,完整地表征了工艺过程中煤油、水、空气三种介质的相变与迁移过程的热力学规律,详细地描述了设备关键单元和流程中温度、压力、流量等重要物理量间的定量关系。运用MATLAB软件对所建传热传质系统数学模型进行模拟计算,并验证了模型的合理性和正确性,具有实际应用价值。微观过程研究方面：通过金相光学显微镜观测了... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 煤油汽相干燥设备的研究现状
    1.3 煤油汽相干燥工艺过程的研究现状
    1.4 多孔介质绝缘材料的传热传质机理研究现状
    1.5 本文的研究内容
        1.5.1 整体系统研究
        1.5.2 微观过程研究
第2章 移动式煤油汽相干燥工艺过程的数学建模
    2.1 变压器煤油汽相干燥技术
        2.1.1 干燥目的
        2.1.2 干燥基本原理
        2.1.3 变压器干燥的方法
    2.2 移动式煤油汽相干燥设备及工艺过程
        2.2.1 MVPD设备系统结构组成
        2.2.2 MVPD设备的工艺流程
    2.3 移动式煤油汽相干燥工艺过程数学建模
        2.3.1 MVPD系统简化,物理量定义和基本假设
        2.3.2 MVPD工艺流程的阶段模型
    2.4 本章小结
第3章 MVPD设备系统的传热传质模型与模拟分析
    3.1 移动式煤油汽相干燥设备的单元模型
        3.1.1 蒸发器单元模型
        3.1.2 变压器单元模型
    3.2 移动式煤油汽相干燥设备的物流模型
    3.3 MVPD工艺过程的数值模拟
        3.3.1 模拟计算流程
        3.3.2 模拟计算实例
    3.4 模拟结果与讨论
        3.4.1 模拟结果
        3.4.2 模拟结果与实测结果对比
    3.5 模型的实际应用
        3.5.1 过程参量的合理取值
        3.5.2 设备结构设计参数的影响
    3.6 本章小结
第4章 多孔介质绝缘材料的实验观测
    4.1 绝缘材料微观结构的观测
    4.2 测定绝缘纸的孔隙率
    4.3 测定绝缘纸的含湿量
    4.4 观测绝缘纸内煤油的迁移过程
        4.4.1 显微实验台的搭建
        4.4.2 主要实验装置介绍
        4.4.3 实验操作
        4.4.4 实验观测结果及分析
    4.5 本章小结
第5章 绝缘材料多孔介质模型及模拟分析
    5.1 多孔介质的基本物理参量
        5.1.1 孔隙率
        5.1.2 渗透率
        5.1.3 饱和度
        5.1.4 有效导热系数
    5.2 绝缘材料中热质传递物理过程分析
        5.2.1 绝缘材料的传质过程
        5.2.2 绝缘材料的传热过程
    5.3 绝缘材料干燥过程的多孔介质数学模型
        5.3.1 物理模型
        5.3.2 物理量定义和基本假设
        5.3.3 数学建模
    5.4 使用COMSOL Multiphysics模拟分析
    5.5 煤油汽相干燥模拟结果分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
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[2]煤油气相真空干燥法原理及工艺改进[J]. 阮势伟.  机电信息. 2013(09)
[3]220kV变压器绝缘深度受潮的现场干燥处理方法[J]. 宋敬东,薛艳红.  电工电气. 2012(11)
[4]浅析汽相干燥方式在变压器制造中的应用[J]. 袁卫国.  科技风. 2012(15)
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[7]多孔介质中传热传质机理研究[J]. 宫克勤,孙苗苗.  油气田地面工程. 2009(04)
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硕士论文
[1]含湿多孔介质干燥过程传热传质的数值模拟[D]. 王璐瑶.大连理工大学 2011
[2]多孔介质内的相变传热传质过程研究[D]. 朱杰.大连理工大学 2006
[3]变压器绝缘纸板微水分测量系统的研究[D]. 邓蕊.大连理工大学 2006
[4]具有非均匀内热源的多孔介质中传热传质的数值研究[D]. 李栋.四川大学 2006
[5]变压器绝缘纸板微水分在线监测系统的研究[D]. 李潇潇.大连理工大学 2005
[6]多孔介质对流干燥传热传质机理的研究及其数值模拟[D]. 陶斌斌.河北工业大学 2004



本文编号：3108367