【《绝缘子外流场分析案例》2300字】

第第页共20页绝缘子外流场分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u13072绝缘子外流场分析案例 196191.1表面压强分布 13911.1.1正面来流角度静压分布 1326121.1.2侧面来流角度静压分布 330911.2不同来流角度速度矢量图对比分析 4248001.2.1正面来流角度的速度矢量图 522691.2.2侧面来流角度的速度矢量图 563751.2.3对比分析 579901.3小结 6本章主要针对不同风速和不同来流角度下对V型绝缘子的表面压强以及速度矢量分布展开了研究，获得了绝缘子在不同风速和来流角度下的静压分布图和速度矢量分布图，研究了其分布特点。1.1表面压强分布表面压强也称为静压，在本文中为气流垂直作用到V型绝缘子表面的流体压力，也即空气分子在绝缘子表面运动时与其碰撞所产生的压强，在一定程度上表征了空气分子的能量大小。通过观察绝缘子各个面的静压大小可以反映出污秽颗粒与V型绝缘子的碰撞程度，静压越高就代表污秽颗粒更加容易撞击到绝缘子，在绝缘子表面形成沉积，静压越低就代表污秽越不容易撞击到绝缘子表面，越不容易形成沉积。因此研究绝缘子表面的静压分布对V型绝缘子表面的积污特性具有重要指导意义。在本文中分别分析了两种来流角度以及风速为10m/s、20m/s、30m/s下的绝缘子迎风侧和背风侧的表面静压分布图。1.1.1正面来流角度静压分布如图1.1所示为风速为10m/s时绝缘子迎风侧和背风侧的静压分布图。(a)迎风侧(b)背风侧图1.1风速10m/s绝缘子静压分布图如图1.2所示为风速为20m/s时绝缘子迎风侧和背风侧的静压分布图。(a)迎风侧(b)背风侧图1.2风速20m/s绝缘子静压分布图如图1.3所示为风速为30m/s时绝缘子迎风侧和背风侧的静压分布图。(a)迎风侧(b)背风侧图1.3风速30m/s绝缘子静压分布图由上面三种不同风速下的静压分布云图可以看出：当风速固定时，由于是正面气流角度，左右绝缘子进入的污秽颗粒数量基本相同，因此左右绝缘子的相同部位的静压数值大致相同。但绝缘子表面的静压数值在不同的部位存在较大的差异，迎风侧的表面静压整体上高于背风侧静压，且迎风侧的静压为正值，背风侧的静压为负值。三种风速下绝缘子表面静压的最小值和最大值如下表1.1所示：表1.1绝缘子表面静压值风速最值10m/s20m/s30m/s最大值(Pa)71.165289.206646.529最小值(Pa)-216.100-862.288-1939.930由表1.1结合上面云图可得：风速逐渐增大，从10m/s增加到30m/s的过程中，绝缘子表面的静压绝对值也随之增大，最小值的绝对值从216.100Pa增加到1939.930Pa，最大值的绝对值从71.165增加到646.529。表明随着风速的提高，绝缘子各个部位的静压值随之提高，风速的提高增大了污秽颗粒在绝缘子表面发生碰撞的概率。1.1.2侧面来流角度静压分布如图1.4所示为风速为10m/s时绝缘子左右侧迎风面和背风面的静压分布图。(a)右侧迎风面(b)右侧背风面(c)左侧迎风面(d)左侧背风面图1.4风速10m/s绝缘子静压分布图如图1.5所示为风速为20m/s时绝缘子左右侧迎风面和背风面的静压分布图。(a)右侧迎风面(b)右侧背风面(c)左侧迎风面(d)左侧背风面图1.5风速20m/s绝缘子静压分布图如图1.6所示为风速为30m/s时绝缘子左右侧迎风面和背风面的静压分布图。(a)右侧迎风面(b)右侧背风面(c)左侧迎风面(d)左侧背风面图1.6风速30m/s绝缘子静压分布图由上面三种不同风速下的静压分布云图可以看出：当风速固定时，由于是侧面气流角度，当流体流入时，由于右侧绝缘子对气流产生了阻挡作用，使得部分污秽颗粒进入不到左侧绝缘子表面，因此右侧绝缘子各个部位的静压相比左侧绝缘子大了许多；由于V型绝缘子不是垂直结构，右侧迎风面向右下方倾斜，导致污秽颗粒更容易堆积在绝缘子上方，因此使得绝缘子右侧上表面的静压比下表面的大；并且左右两个绝缘子迎风侧的表面静压也整体上高于背风侧静压，且迎风侧的静压为正值，背风侧的静压为负值。三种风速下绝缘子表面静压的最小值和最大值如下表1.2所示：表1.2绝缘子表面静压值风速最值10m/s20m/s30m/s最大值(Pa)68.685271.291615.492最小值(Pa)-166.847-694.277-1471.750由表1.2结合上面云图可得：风速逐渐增大，从10m/s增加到30m/s的过程中，绝缘子表面的静压绝对值也随之增大，最小值的绝对值从166.847Pa增加到1471.750Pa，最大值的绝对值从68.685增加到615.492。表明随着风速的提高，绝缘子各个部位的静压值随之提高，风速的提高增大了污秽颗粒在绝缘子表面发生碰撞的概率，使得周围流场的运动加剧。1.2不同来流角度速度矢量图对比分析在本文中，通过分析研究速度矢量图来反映出气流在绝缘子表面各部位流动的方向。因为污秽颗粒是跟随流场进行运动的，所以积污特性的研究与绝缘子附近的速度分布是密切相关的，通过研究其速度矢量图能够更好地对V型绝缘子地积污特性进行研究。本试验设定气流流速为10m/s，得出了其两种不同来流角度下地速度矢量图，研究不同来流角度对速度分布的影响。1.2.1正面来流角度的速度矢量图如图1.7所示为风速为10m/s，正面来流角度下的V型绝缘子水平截面的速度矢量图。图1.7正面来流角度速度矢量图1.2.2侧面来流角度的速度矢量图如图1.8所示为风速为10m/s，侧面来流角度下的V型绝缘子水平截面的速度矢量图。图1.8侧面来流角度速度矢量图1.2.3对比分析对比上面两图可得在气流流速一定的条件下：正面来流角度时，绝缘子侧风面风速较大且大于10m/s，因此污秽颗粒就不易在绝缘子侧风面沉积；而迎风面和背风面风速较小且小于10m/s，因此导致积污较易沉积在这两侧。侧面来流角度时，由于右侧绝缘子在前面阻挡了部分气流流入左侧绝缘子，因此使得左侧绝缘子以及两个绝缘子中间夹的部分气流流速小于流入风速，即10m/s；而右侧绝缘子以及绝缘子两侧由于没有受到阻挡作用，因此迎风面的风速与流入的风速基本保持一致，大致速度为10m/s左右。且不管是正面来流角度还是侧面来流角度，由于V型绝缘子结构不规则，下方存在大量的凹槽，因此气流容易在凹槽内进行回流，从而形成大量涡流，出现小漩涡。1.3小结本章主要完成了对