Transformatörlerde kullanilan radyatörlerin soğutma performansinin deneysel ve sayisal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of cooling performance of radiators used in transformers
- Tez No: 931680
- Danışmanlar: PROF. DR. ELİF ÖĞÜT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Güç transformatörleri tarafından dönüştürülen elektrik enerjisinin bir kısmı ısı olarak yayılır ve bu ısı soğutma için kullanılan ekipman tarafından etkili bir şekilde dağıtılmalıdır. Radyatörler, malzeme, üretim ve bakım açısından maliyet etkinliği nedeniyle transformatörlerde kullanılan temel soğutma ekipmanıdır. Mineral yağ genellikle transformatörler için yaygın bir seçim olsa da, daha yüksek parlama noktası ve daha iyi ekolojik ayak izi nedeniyle ester yağının (hem doğal hem de sentetik) kullanımında önemli bir artış olmuştur. Boru tipi radyatör ve ester yağının kombinasyonu, güç transformatörleri için hem çevre dostu hem de verimli soğutma elde etmek için büyük bir potansiyel göstermektedir. Bu çalışmada hem mineral yağ hem de ester yağı için dilim boru tipi radyatörün soğutma verimliliği araştırılmıştır. Ayrıca, sonuçlar mineral ve ester yağı için karşılaştırmalı bir şekilde analiz edilmiştir. Karşılaştırma çalışmaları amacıyla, katı bir model üretmek için Convett®'ten bir radyatör dilimi alınmıştır. Simülasyon çalışmaları Ansys Fluent® kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yoğunluk, termal kapasite, termal iletkenlik ve viskozite dahil olmak üzere mineral ve ester yağının sıcaklığa bağlı özellikleri belirlenmiştir. Çözümlerde enerji yöntemi kullanıldı ve aynı hızda giren yağların çıkış sıcaklıkları, ısı akısı ve sıcaklık farkları karşılaştırıldı. Dilimli boru tipi radyatörle yapılan simülasyon sonuçlarına göre, mineral yağ ile panel tipinden daha düşük çıkış sıcaklıkları elde edildi. Düşük giriş yağ akışı nedeniyle ısı akılarının hem ester hem de mineral yağ için neredeyse aynı olduğu hesaplandı. Mineral yağın ester yağından daha yüksek termal performansa sahip olduğu bulunmuş olsa da ester yağının boru tipi radyatörlerle birlikte kullanıldığında mineral yağ için uygulanabilir bir alternatif olabileceği sonucuna varılabilir.
Özet (Çeviri)
Some of the electrical energy converted by power transformers is emitted as heat, which must be effectively dissipated by the equipment used for cooling. Radiators are the basic cooling equipment employed in transformers due to their cost-effectiveness in terms of materials, manufacturing, and maintenance.While mineral oil is usually a common choice for transformers, there has been a significant increase in the use of ester oil (both natural and synthetic) because of its higher flash point and better ecological footprint. The combination of a tube type radiator and ester oil shows great potential for achieving both environmentally friendly and efficient cooling for power transformers. This study, therefore, investigated the cooling efficiency of a slice tube type radiator for both mineral oil and ester oil. In addition, the results were analyzed in a comparative manner for mineral and ester oil. For the purpose of benchmark studies, a radiator slice was acquired from Convett® in order to produce a solid model. The geometric details that hinder the establishment of a high-quality solution network, but do not impact the thermal and hydrodynamic performance, have been resolved. After simplifying the geometries, the flow volume for the fluid (oil) was generated. Simulation studies were carried out using Ansys Fluent®. The temperature-dependent properties of mineral and ester oil, including density, thermal capacity, thermal conductivity, and viscosity, have been determined. The energy method was used in the solutions, and the outlet temperatures, heat flux, and temperature differences of the oils entering at the same speed were compared. According to the simulation results made with a slice tube type radiator, lower than fin type outlet temperatures were obtained with mineral oil. The heat fluxes were calculated to be nearly identical for both ester and mineral oil due to the low inlet oil flow. While mineral oil has been found to have greater thermal performance than ester oil, it can be concluded that ester oil can serve as a viable alternative for mineral oil when utilized in conjunction with tube type radiators.
Benzer Tezler
- Kaynak artık gerilmelerinin testler ve analizlerle belirlenerek hermetik transformatör kazanı simülasyon parametrelerinin belirlenmesi.
Defining of simulation parameters for hermetically sealed distribution transformer tanks via simulations, mechanical and post welding residual stress tests.
NİHAT ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLKER EREN
- Transformatörlerde kaçak akı kayıplarının incelenmesi ve şönt eleman ekranlaması ile kayıpların azaltılması analizi
Investigation of stray losses on transformer and analysis of tank losses reduction with shunt elements
AYÇA AGIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜVEN KÖMÜRGÖZ KIRIŞ
- Doğal soğutmalı silindirik sargılı dağıtım transformatörlerinin ömür hesabında en sıcak nokta sıcaklığı hesabının geliştirilmesi
Development of a hot-spot temperature calculation for life estimation of a natural cooling cylindirical winding distribution transformers
AHMET YİĞİT ARABUL
Doktora
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ŞENOL
- Farklı yüksek gerilim tiplerinin yalıtım yağlarının dielektrik dayanımlarına etkisinin incelenmesi
Investigation of effects of different high voltage types on di̇electric strength of insulating oils
FATİH ATALAR
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYSEL ERSOY
DOÇ. DR. PAWEL ROZGA
- Trafo soğutma sistemlerinin incelenmesi
The study of the transformer cooling systems
ÇAĞLAR CANŞE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL TEKE