Моделирование трёхмерного нестационарного температурного поля в нагревательном элементе трансформаторного типа

摘要

В работе представлена математическая формулировка задачи моделирования трёхмерного нестационарного температурного поля в нагревательном элементе трансформаторного типа. Обоснована актуальность проводимых исследований. Приведено описание конструкции исследуемого трансформатора с короткозамкнутой вторичной обмоткой, математическое описание физических процессов и допущения, применяемые при моделировании. Поставленная задача решена с помощью программы ANSYS. Приведены количественные параметры созданной модели. Результаты моделирования представлены в виде температурного поля для различных моментов времени в процессе нагрева исследуемого устройств. Получены график скорости изменения температуры в первичной обмотке и график изменения максимальной температуры в первичной обмотке. Выявлены факторы, приводящие к неравномерному использованию материалов и повышенному старению изоляции нагревательного элемента. Предложены рекомендации по дальнейшему совершенствованию конструкции с целью уменьшения термодинамических нагрузок на изоляцию и увеличения эффективности использования материалов.