油-水两相流界面追踪数值模拟

作者:李涛; 谢家安; 温玉琦; 邓胜初; 麻守孝; 刘漓枢; 胡华*
来源:广西电力, 2023, 46(03): 31-58.
DOI:10.16427/j.cnki.issn1671-8380.2023.03.009

摘要

变压器油的绝缘性能与电力系统的稳定运行息息相关,在实际运行时变压器油中难免会混入水分等杂质。为了探究悬移水滴对变压器油绝缘性能的影响机理,本文采用有限元方法模拟简化油道模型中分散相悬移水滴的运动过程和轨迹。采用相场法模拟运动状态下油水两相间的相互作用和相变过程,进而描述油水界面的形态和运动。系统分析了电场参数、油流参数对水滴变形和聚并的影响规律。结果表明:油道中的水滴会沿着电场方向产生形变,随着电场强度的增大,其形变程度也逐渐上升,电场强度对油道中水滴的变形程度有重要影响。此外,在同一电场强度下,水滴的半径是导致水滴聚合时间长短的一个重要因素,研究发现随着半径逐渐增大,水滴之间聚合的时间越短。本文的研究为深入探究油水两相流的特性和流动机制提供了理论基础,对提高变压器的运行安全性和效率具有重要意义。

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