Investigation of oil flow and heat transfer in transformer radiator
Transformatör radyatöründe yağ akışının ve ısı transferinin incelenmesi
- Tez No: 418402
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TAHSİN BAŞARAN, PROF. DR. AYTUNÇ EREK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Makine Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Transformatör kayıpları sargı iletkeni üzerinden geçen direncin oluşturduğu akımdan kaynaklanır. Tüm elektrik makinelerinde olduğu gibi, oluşan kayıplar ısı enerjisine dönüşür. Transformatör ömrü, sargıda bulunan selüloz bazlı izolasyon malzemesinin yaşlanmasına bağlıdır. Sargı içerisinde oluşan fazla ısı doğrudan doğruya izolasyon malzemesinin yaşlanmasını hızlandırdığı için, sargı sıcaklığı önceden belirlenmiş olan sıcaklık sınırlarında tutulur. Yağlı tip transformatörler, transformatör yağı kullanılarak soğutulmaktadır. Bu çalışmada, mineral yağ, silikon yağ ve ester yağ kullanılan transformatör radyatöründe akış ve ısı transferi incelenmiştir. Radyatör içerisinde bulunan transformatör yağı 3 boyutlu olarak modellenmiş, böylece yağ akış hacmi oluşturulmuş, farklı tipte transformatör yağlarının ısı transferi hesaplamaları yapılmış ve akışın gösterdiği davranış incelenmiştir. Yağ tedarikçilerinden sıcaklığa bağlı olarak değişen yoğunluk, ısı sığası, ısıl iletkenlik ve viskozite değerleri sağlanmıştır. Transformatör yağına ait veriler, ANSYS Fluent simulasyon yazılımında HAD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) analizlerinde kullanılmak üzere, MathCAD yazılımında eğri uydurma yöntemleri ile oluşturulmuştur. Sonuç olarak, rher bir yağ için radyatör boyunca oluşan basınç farkları elde edilmiştir. Bu çalışma neticesinde gelecek çalışmalarda gözenekli ortam yaklaşımının kullanılabilmesi amacı ile hıza bağlı olarak değişen basınç farkları grafiği elde edilmiştir. Böylece gözenekli ortam modellemesinde gerekli olan atalet direnci ve viskoz direnç katsayıları tanımlanabilecektir. Gözenekli ortam yaklaşımı kullanılarak, eleman sayısı ve çözüm süresi düşürülecek, böylece tüm bir transformatör analizi yapılabilecektir. Ayrıca, bu çalışma ile transformatör yağlarının karakteristikleri de elde edilerek, birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Buna göre, doğal ester yağ, ısı transferi ve basınç düşümü açısından diğer yağlara göre daha iyi bir performans göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Transformer losses are produced by the current passing through resistance on the winding conductors. These losses are converted to heat energy as all electrical machines. Transformer life depends on the aging of cellulose-based insulation material in winding. Winding temperature must be kept below a certain temperature limit, because the excess heat in the windings directly accelerates the aging of insulation material. Oil-immersed transformers are cooled by using transformer oil. In this study, flow and heat transfer of transformer radiator filled with mineral oil, silicone oil and ester oil were investigated. Oil in radiator was modelled in 3D, thereby oil flow volume was created, heat transfer calculations were made with using different type transformer oils and investigation of flow behavior is studied. Temperature dependent density, thermal conductivity and viscosity values are obtained from oil suppliers. Transformer oil database was composed by using curve fitting methods in MathCAD Software to use in CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis in Fluent software. Finally, the pressure differences were obtained for each oil type. According to the velocity versus pressure difference graph that was obtained from the results of this study, inertial resistance and viscous resistance could be described which are required in future studies to use porous medium approach. Number of elements and computation domain will be decreased by using porous medium approach, then complete transformer model could be analyzed. Additionally, thermal characteristics of transformer oils were obtained and compared in this study. Accordingly, natural ester oil had the best heat transfer and pressure drop.
Benzer Tezler
- Türkiye linyit kömürleri için yer altında kömür gazlaştırmasının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of underground coal gasification for Turkish lignite
OĞUZ BÜYÜKŞİRİN
Doktora
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- MAG kaynak yönteminde dış manyetik alanların kaynak dikiş formuna ve ITAB'a etkisi
The Effect of external magnetic fields an weld bead form and heat affected zone in MAG welding process
İZZET TÜRKOCAĞI
- Çapraz akışlı gövde boru tipli bir eşanjörde nano akışkan kullanımının akış ve ısı transferi üzerindeki etkilerinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of the effects of nano fluid use on flow and heat transfer in a cross flow shell and tube heat exchanger
ÖMER FARUK HATİPOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiDicle ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ORHAN ARPA
- Zorlanmış salınımlı dikey akışta gözenekli ortamın ısı geçişine etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigations on the effect of porous media on heat transfer from vertical forced oscillated fluid flow
ESRA KEŞAF
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. ERSİN SAYAR
- Gemi kargo tanklarında doğal taşınımla olan ısı geçişinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of natural convection heat transfer in ship cargo tanks
KORAY ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN