Details

Данная работа посвящена построению развернутой 3-D модели стержня обмотки статора турбогенератора, исследованию температурного поля в случае нарушении циркуляции охлаждающей жидкости в одном или нескольких полых проводниках и формулированию рекомендаций по снижению мощности работы машины для каждого конкретного случая. Задачи, которые решались в ходе исследования:  1. Построение 3-D моделей полых и сплошных проводников и сборки транспонированного стержня турбогенератора. 2. Изучение особенностей программного обеспечения, в котором будут проводиться численные расчеты модели, а также - метода тепловых схем замещения для аналитического расчета. 3. Численное и аналитическое моделирование температурного поля и сравнение полученных результатов. 4. Численное моделирование температурного поля стержня для случаев нарушения циркуляции дистиллята в полых проводниках. 5. Формулирование рекомендаций по снижению мощности турбогенератора при наличии локальных дефектов водяного охлаждения. Построение 3-D модели транспонированного стержня было выполнено в пакете CAD NX. Параметрически было описано построение одного сплошного проводника, что позволило упростить создание сборки стержня с помощью присвоения порядкового номера проводникам. Численные расчеты проводились в системе CAE Ansys. Был проведен импорт геометрии, построение сетки конечных элементов, задание граничных условий и тепловыделений. Кроме этого, был проведен аналитический расчет, который подтвердил точность численного метода. Для случаев с закупоркой полых проводников также было проведено численное решение и сделаны выводы по уменьшению мощности турбогенератора.

This work is devoted to the construction of an expanded 3-D model of the turbine generator stator-winding bar, the study of the temperature field in the event of a violation of coolant circulation in one or more hollow conductors, and the formulation of recommendations for reducing the power of the machine for each specific case.  Tasks that were solved during the research:  1. Construction of 3-D models of hollow and solid conductors and assembly of a transposed bar of a turbogenerator. 2. Study of the features of the software in which numerical calculations of the model will be performed, as well as the method of thermal substitution schemes for analytical calculation. 3. Numerical and analytical modeling of the temperature field and comparison of the obtained results. 4. Numerical simulation of the bar temperature field for cases of impaired distillate circulation in hollow conductors. 5. Formulation of recommendations for reducing the power of the turbine generator in the presence of local defects in water-cooling. The construction of the 3-D model of the transposed bar was carried out in the CAD NX package. Parametrically, the construction of a single solid conductor was described, which made it easier to create a bar assembly by assigning an ordinal number to the conductors.  Numerical calculations were performed in the CAE Ansys system. Geometry was imported, a grid of finite elements was built, boundary conditions and heat emissions were set. In addition, an analytical calculation was carried out, which confirmed the accuracy of the numerical method. For cases with blockage of hollow conductors, a numerical solution was also performed and conclusions were drawn on reducing the power of the turbo generator.