监造代表在试航日志里写下:机舱温度48 ℃,变压器外壳烫手,怀疑设计余量不足。设计师却回复:我们按IEC 60076-11做的温升试验,铁芯温升55 K,绕组65 K,完全合格。到底是谁在说谎?
问题出在“风道”两个字。试验室风洞风速2 m/s,风向垂直吹向散热片;机舱风道被电缆桥架、消防管、风管层层遮挡,实测只有0.4 m/s,风向倾斜30°,散热片表面边界层厚度增加3倍,对流换热系数从25 W/(m?·K)掉到8 W/(m?·K)。铁芯硅钢片损耗不变,热量出不去,温升自然超标。

武汉华兴特种变压器制造有限公司的办法是“把风道搬到试验室”。我们做了一套可调风向、可调风速的模块化风洞,风速0–3 m/s连续可调,风向±45°内可旋转,把机舱实际风场1:1复现。试验发现:当风速降到0.5 m/s时,铁芯温升从55 K跳到72 K,绕组温升从65 K跳到85 K,已逼近H级绝缘上限。于是我们在散热片背面增加一排2 mm高的扰流肋,肋片间距6 mm,肋高刚好破坏层流边界层,对流换热系数回升到18 W/(m?·K),温升回落到60 K以内,无需加大铁芯截面,也不用提高铜线电流密度。
船厂安装队最关心的是尺寸。扰流肋只增加4 mm总高,安装螺栓孔位不变,现场无需改支架。试航复测:机舱温度47 ℃,铁芯温升58 K,绕组温升63 K,船东签字通过。
结尾留一个思考题:下次船型升级,风道更拥挤,你是改变压器,还是让武汉华兴特种变压器制造有限公司先用风洞帮你把风“算”出来?
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