变压器温度场计算边界辐射-对流复合换热等效方法研究

针对变压器温度场计算中边界条件难以准确设定的问题,提出了基于传热学数学描述的变压器边界辐射-对流复合换热的等效方法,通过合并辐射、对流的传热通式得到描述边界条件的复合传热表面系数,根据不同变压器温升试验的环境条件得到对应的复合传热表面系数,并将其作为边界条件进行温度场计算,对比试验结果与仿真结果,不同条件下的4组算例各测温点温度计算平均误差在2~3℃范围内,符合工程要求,验证了边界辐射-对流复合换热等效方法的可行性和准确性,通过计算可以发现在自体散热过程中辐射散热导致的复合传热表面系数平均增量最大占比仅为复合传热表面系数的0. 2%,符合工程常识且为其提供了理论依据,通过正交实验表和极差分析法对比各因素对热点温度的影响程度,比较极差值大小可知,影响热点温度的主要因素为负载率、环境温度、风速,当精度要求不高时可简化或忽略辐射和湿度影响。

地板辐射供暖房间热负荷计算研究

基于热平衡原理建立了地板辐射供暖房间简化传热数学模型,通过与文献实验结果对比,验证了该模型的准确性。研究了不同室内设计温度下房间热负荷和外围护内表面复合表面传热系数(简称复合表面传热系数)随房间换气次数、外围护保温性能、以及室外温度的变化规律;比较了热负荷的理论计算、规范计算和ASHRAE计算结果的差异性;探讨了复合表面传热系数在不同气候区的取值。结果表明:复合表面传热系数随房间换气次数、室内空气温度、以及外围护保温性能的提高而增大,随室外温度的变化而几乎不变;在现行规范设计条件下,地板辐射供暖房间的复合表面传热系数比传统值高10%以上;地板辐射供暖房间的室内设计温度每提高1℃,房间热负荷将增加4%左右;ASHRAE计算地板供热量始终大于规范和理论计算值;在0.5次/时的换气次数下,ASHRAE计算地板供热量比理论计算值高4.5%~5.0%,比规范计算值高5.1%~5.9%。