1.一种轻量化车载牵引变压器风道强化传热能力评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步、建立轻量化车载牵引变压器风道强化传热能力试验平台轻量化车载牵引变压器风道强化传热试验平台包括:绕组生热装置(1)、绕组绝缘(2)、风道表面平均温度传感器(3)、风机(4)、导风通道(5)、入口空气温度传感器(6)、入口压力传感器(7)、出口空气温度传感器(8)、出口压力传感器(9)、翼型涡发生器(10)、直流电源(11)、数据采集终端(12)、风道(13);
长度为L的绕组生热装置(1)由上下两部分组成,上下两部分之间留有高度为d的间隙以构成风道(13);长度L和间隙高度d单位均为mm;绕组生热装置(1)表面由绕组绝缘(2)包裹,风道表面平均温度传感器(3)埋设在绕组绝缘(2)内靠近风道(13)的一侧以测量风道(13)表面的平均温度;直流电源(11)与绕组生热装置(1)相连,使绕组生热装置(1)在直流电流作用下模拟轻量化车载牵引变压器运行时铜损耗产生的热量;风机(4)与风道(13)通过导风通道(5)相连,使风机(4)产生的气流完全流入风道(13);入口空气温度传感器(6)和入口压力传感器(7)安装于风道(13)的空气入口处,出口空气温度传感器(8)、出口压力传感器(9)安装于风道(13)的空气出口处;翼型涡发生器(10)粘贴在风道(13)表面,可灵活移动位置与拆卸;风道表面平均温度传感器(3)、入口空气温度传感器(6)、入口压力传感器(7)、出口空气温度传感器(8)、出口压力传感器(9)与数据采集终端(12)相连;
第二步、获取无翼型涡发生器下的数据将风道(13)表面粘贴的翼型涡发生器(10)全部拆卸,开启风机(4),向风道通入速度为v的气流,单位为m/s;开启直流电源(11),向绕组生热装置(1)施加损耗值,记为P,单位为W;
获取风道(13)表面平均温度T0,入口空气温度Tin‑0,出口空气温度Tout‑0,入口压力Pin‑0,出口压力Pout‑0;上述所测温度数据单位为K,压力数据单位为Pa;
第三步、分别获取翼型涡发生器数量为n时的数据自风道(13)的空气入口处起,在风道(13)表面以a为间距均匀粘贴n个翼型涡发生器(10),n∈[1,N];N为翼型涡发生器的总个数,根据公式(1)计算;
式中,[]为取整运算;
开启风机(4),向风道通入与第二步速度相同的气流;开启直流电源(11),向绕组生热装置(1)施加与第二步中相同的损耗值;获取翼型涡发生器(13)安装数量为n个时,风道(13)表面平均温度Tn、入口空气温度Tin‑n、出口空气温度Tout‑n、入口压力Pin‑n、出口压力Pout‑n;最终,能够获取Tn、Tin‑n、Tout‑n、Pin‑n、Pout‑n各N个;上述所测温度数据单位为K,压力数据单位为Pa;
第四步、计算基准传热因子NTE
第五步、计算风道传热增强系数kh
2
式中,S为风道表面积,单位为m;
第六步、计算强化传热评估因子Henh第七步、评估翼型涡发生器数量为N个的情况下轻量化车载牵引变压器的风道强化传热性能
若Henh>30,则翼型涡发生器数量为N个的情况下轻量化车载牵引变压器的风道强化传热性能优异;若10≤Henh≤30,则翼型涡发生器数量为N个的情况下轻量化车载牵引变压器的风道强化传热性能良好;若Henh<10,则翼型涡发生器数量为N个的情况下轻量化车载牵引变压器的风道强化传热性能不良。