考虑空气对流换热的弓网电弧仿真研究

作者:向恺; 陈建球*; 荀径
来源:广西大学学报(自然科学版), 2023, 48(05): 1134-1146.
DOI:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2023.1134

摘要

为了更精确地研究电弧的温度分布特性,提出一种考虑空气对流换热的弓网电弧放电模型。该模型基于磁流体动力学原理,添加对流换热项修正热平衡方程,通过COMSOL软件多物理场仿真得到了弓网电弧温度分布,并使用PG-2000型光谱仪通过Boltzman法验证了750 V下电弧中心5 mm处的温度,平台测量结果与模型计算结果基本一致,验证了模型的可靠性。研究结果表明:电弧柱区域内温度最高点出现在电弧柱中心距接触线表面1.42 mm处,并随着电压的提升高温区域不断向阴极扩散;空气流动速度的提升可以加快电弧的散热,避免其形成热集中区域碳滑板表面温度远高于接触线表面,其温度差为4 160 K,表面温度随材料热导率的增大持续升高。

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