臺灣博碩士論文加值系統

　　本研究主要是使用電子熱傳分析軟體Icepak，以數值模擬的方法來探討油浸式變壓器散熱器空氣側及油側的熱流現象，並分析其對熱流性能的影響以及流場中不同位置的熱流性能。空氣側及油側的流體分別限定在紊流及層流的條件下，配合散熱片等壁溫的邊界條件來作模擬。而後根據後處理所求得的流場及溫度場來分析變壓器散熱器空氣側及油側的熱流現象。
　　在此還特別探討雷諾數大小、邊端效應以及迴流現象對空氣側熱流性能的影響以及雷諾數大小、散熱片壁溫高低、絕緣油變黏度效應對油側熱流性能的影響。最後分別建立空氣側及油側紐塞爾數與阻力係數的經驗方程式，待日後作為應用上之參考。

　　The purpose of this project is to study the thermal and flow characteristics of power transformer radiators using commercial CFD code , Icepak.
　　The effect of various factors , such as：the flow speed , flow leakage at the ends of the radiator , the temperature depend viscosity , on the thermal performance of the radiator were studied and explained。Finally , empirical correlation for Nusselt number , Nu , and friction coefficient , f ,were proposed for both the air and oil sides.

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅸ
表目錄 XII
符號索引 XIII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
第二章 變壓器散熱的基本理論 3
2-1 熱傳遞的基本型態 3
2-2 變壓器之發熱源及其影響 5
2-2-1 變壓器溫度與壽命的關係 5
2-2-2 變壓器的發熱源及控制方法 6
2-3 變壓器的冷卻方式 8
2-3-1 散熱器之選用 8
2-3-2 變壓器之絕緣油 11
第三章 數值模擬 12
3-1 計算流體力學軟體的簡介 12
3-2 熱流分析軟體 Icepak 簡介 14
3-3 數值分析概論 15
3-3-1 統御方程式 15
3-3-2 有限體積法 17
第四章 研究方法及進行步驟 22
4-1 散熱器空氣側的模擬流程及進行步驟 27
4-1-1 空氣側流道的幾合模型與邊界條件 27
4-1-2 空氣側的基本假設 27
4-1-3 空氣側流體的物理性質與材料參數 28
4-1-4 空氣側的模擬流程 28
4-1-5 空氣側的網格測試 30
4-1-6 計算空氣側所需的各項熱流參數 30
4-2 散熱器油側的模擬流程及進行步驟 33
4-2-1 油側流道的幾合模型與邊界條件 33
4-2-2 油側的基本假設 34
4-2-3 油側流體的物理性質與材料參數 34
4-2-4 油側的模擬流程 35
4-2-5 油側的網格測試 36
4-2-6 計算油側所需的各項熱流參數 37
第五章 變壓器散熱器空氣側的熱流性能分析 40
5-1 流場分析 41
5-1-1 迴流現象 41
5-1-2 邊端效應 41
5-2 速度分布分析 42
5-3 溫度分布分析 42
5-4 沿流動方向不同位置的流場、速度分布及溫度分布之比較 43
5-4-1 沿流動方向不同位置的流場之比較 43
5-4-2 沿流動方向不同位置的速度分布之比較 43
5-4-3 沿流動方向不同位置的溫度分布之比較 43
5-5 流場中不同位置之散熱片熱傳性能的比較 44
5-6 不同雷諾數的速度分布及溫度分布之比較 45
5-6-1 不同雷諾數的速度分布之比較 45
5-6-2 不同雷諾數的溫度分布之比較 45
5-7 不同雷諾數的紐塞爾數與阻力係數之比較 46
5-8 空氣側紐塞爾數、阻力係數的經驗公式 46
5-8-1 紐塞爾數與雷諾數之關係的經驗公式 46
5-8-2 阻力係數與雷諾數之關係的經驗公式 47
第六章 變壓器散熱器油側的熱流性能分析　59
6-1 變黏度與定黏度絕緣油之流場、
　　速度分布及溫度分布的分析與比較 60
6-1-1 流場的分析與比較 60
6-1-2 速度分布的分析與比較 60
6-1-3 溫度分布的分析與比較 61
6-2 變黏度與定黏度絕緣油的紐塞爾數、
　　出口油溫與阻力係數之比較 62
6-3 變黏度與定黏度絕緣油沿流動方向不同位置的流場、
　　速度分布及溫度分布之比較 62
6-3-1 定黏度絕緣油沿流動方向不同位置的溫度分布之比較 63
6-3-2 變黏度絕緣油沿流動方向不同位置的流場之比較 63
6-3-3 變黏度絕緣油沿流動方向不同位置的速度分布之比較 63
6-3-4 變黏度絕緣油沿流動方向不同位置的溫度分布之比較 64
6-4 定黏度絕緣油不同雷諾數的速度分布及溫度分布之比較 64
6-4-1 定黏度絕緣油不同雷諾數的速度分布之比較 64
6-4-2 定黏度絕緣油不同雷諾數的溫度分布之比較 64
6-5 定黏度絕緣油不同雷諾數的紐塞爾數、
　　出口油溫與阻力係數之比較 65
6-6 變黏度絕緣油不同壁溫的流場、
　　速度分布及溫度分布之比較 65
6-6-1 變黏度絕緣油於不同壁溫下流場之比較 65
6-6-2 變黏度絕緣油於不同壁溫下速度分布之比較 65
6-6-3 變黏度絕緣油於不同壁溫下溫度分布之比較 66
6-7 變黏度絕緣油於不同壁溫下的紐塞爾數、
　　出口油溫與阻力係數之比較66
6-8 定黏度絕緣油紐塞爾數、阻力係數的經驗公式 66
6-8-1 紐塞爾數與雷諾數之關係的經驗公式 67
6-8-2 阻力係數與雷諾數之關係的經驗公式 67
6-9 變黏度絕緣油紐塞爾數、阻力係數的經驗公式 68
6-9-1 紐塞爾數與雷諾數之關係的經驗公式 68
6-9-2 阻力係數與雷諾數之關係的經驗公式 68
6-10 變黏度與定黏度通用之紐塞爾數、阻力係數的經驗公式 69
6-10-1 紐塞爾數與雷諾數之關係的經驗公式 69
6-10-2 阻力係數與雷諾數之關係的經驗公式 70
第七章 結論與建議 97
7-1 結論 97
7-2 建議 102
作者簡介 106

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