Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Influência da carga não linear no resfriamento de transformador à seco por convecção natural e forçada
Autor(es): MAFRA, Rafael Gonçalves
Primeiro Orientador: SILVA, Sandro Metrevelle Marcondes Lima e
metadata.dc.contributor.advisor-co1: SILVA, Ana Lúcia Fernandes de Lima e
Resumo: Neste trabalho foi analisado o comportamento térmico de um transformador trifásico à seco de 5 kVA, quando sujeito à aplicação de cargas distorcidas e obtida a eficiência de um sistema de resfriamento forçado utilizando o software 􀜥􀜱􀜯􀜵􀜱􀜮®. Testes experimentais mostraram temperaturas acima do limite de isolamento do transformador. A emissividade da superfície do núcleo foi determinada com um termovisor. O programa 􀜥􀜱􀜯􀜵􀜱􀜮® também foi utilizado para modelagem do fluido na simulação numérica do aquecimento do núcleo do transformador sob o efeito de carga e resfriamento. Foram feitas comparações entre as temperaturas experimental e numérica para validar a metodologia. Valores dos coeficientes de transferência de calor por convecção locais e médios, e número de Nusselt local e médio foram calculados numericamente e comparados com a literatura. Os resultados obtidos mostraram que os resíduos de temperatura apresentaram diferenças médias inferiores 1% após 300 min de teste. Foi observada uma melhora, em comparação com a literatura, nos resultados numéricos ao modelar o fluido. Como não foram encontradas na literatura correlações empíricas para número de Nusselt e coeficiente de transferência de calor que se aproximassem da geometria do núcleo, este trabalho foi uma grande contribuição para suprir esta falta. As temperaturas experimentais e numéricas atingiram 20 °C acima do limite de isolamento do transformador, sendo uma confirmação da necessidade de utilização de um sistema de resfriamento eficiente.
Abstract: In this work, the thermal behavior of a 5 kVA three-phase dry transformer was analyzed when subjected to the application of distorted loads and the efficiency of a forced cooling system was obtained using the 􀜥􀜱􀜯􀜵􀜱􀜮®software. Experimental tests showed temperatures above the transformer insulation limit. The emissivity of the core surface was determined with a thermal imager. The 􀜥􀜱􀜯􀜵􀜱􀜮® program was also used to model the fluid in the numerical simulation of the heating of the transformer core under the effect of loading and cooling. Comparisons were made between experimental and numerical temperatures to validate the methodology. Values of local and average convective heat transfer coefficients and local and average Nusselt numbers were calculated numerically and compared with the literature. The results obtained showed that the temperature residues showed average differences of less than 1% after 300 min of testing. An improvement was observed, compared to the literature, in numerical results when modeling the fluid. As no empirical correlations for Nusselt number and heat transfer coefficient that approximated the core geometry were found in the literature, this work was a great contribution to making up for this lack. The experimental and numerical temperatures reached 20 °C above the transformer insulation limit, confirming the need to use an efficient cooling system.
Palavras-chave: Resfriamento
Transformador
Carga não linear
Convecção natural e forçada
COMSOL
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4148
Data do documento: 5-Ago-2024
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