Calculos de refrigeración

La refrigeración de una nueva máquina es tan importante que debería ser esbozada durante la fase de concepción. Es por lo tanto muy difícil de predecir cuál será el camino del medio de refrigeración a través de la compleja geometría de la cabeza del estator; sólo se puede esbozar la refrigeración a través de los principales canales.

Flujo unidimensional y redes de fuentes de calor

En la década de los 60 y 70, las grandes empresas de máquinas eléctricas, como Siemens Dynamowerk en Berlín, han desarrollado redes de fuentes de calor: la máquina divide un gran cálculo en varios subdominios, la red del circuito construído es una analogía del circuito eléctrico. La red de fuentes de calor es ampliamente utilizada. Se requiere de un alto nivel de experiencia y de valores de medición, sobre todo para poder obtener los coeficientes de transferencia de calor y los coeficientes de conducción; La precisión del cálculo de la red de las fuentes de calor depende de la exactitud de los valores de entrada, la distribución del medio de refrigeración es por tanto una entrada obligatoria. Debe ser realizado un cálculo previo de la red unidimensional, esto determirá la distribución del medio de refrigeración y las perdidas de precisión de acuerdo con los coeficientes de Bernoulli.


Devanado del estator

Cálculos térmicos y de flujo en 3D

El flujo y los procesos térmicos en un gran motor o generador son muy complicados y no pueden describirse con los métodos antiguos. Las mediciones dentro de un rotor de rotación rápida son muy complicadas debido a la alta velocidad periférica. La dinámica de fluidos computacional 3D es la alternativa correcta para el análisis, el concepto y el diseño detallado de las máquinas eléctricas. Con éste método, el dominio de cálculo se puede dividir para su aplicación práctica en un máximo de 40 millones de celdas. Sin una simplificación extrema de la geometría, el cálculo del acoplado térmico y del flujo para una geometría compleja del estator en la cabeza bobinadora, sólo es posible con un software basado en mallas cartesianas como el Transat o FloEFD. Para la refrigeración del medio de trabajo a presión normal, el cálculo será igual de difícil, independientemente de si el medio es aire, hidrógeno, agua o petróleo.


Temperatura de contorno de los polos del rotor

Las pérdidas eléctricas son generalmente conocidas mediante valores calculados o medidos. Pueden ser asignadas de manera homogénea en los lugares de producción. Las pérdidas por fricción y disipación turbulenta se calculan, en el lugar en el que se producen, por el programa CFD.

FloEFD permite la definición de las condiciones de entrada a través de la introducción de las características del ventilador; y el punto de funcionamiento se calculará mediante la utilización del programa. Dependiendo del sistema de ventilación, el modelo puede ser reducido a una medida inferior, mediante el uso de la simetría, por ejemplo, si el aire entra por ambos lados de la máquina, el modelo puede ser reducido a la mitad; la definición de las condiciones de simetría abarcan la máquina en toda su extensión.

Corriente:
Artículo sobre E-Cooling en la
revista Engineering Edge
(artículo en las páginas 28-29)
 
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