Ученые Института энергетики представили разработки в области моделирования дугогасящих устройств на XVIII Минском международном форуме по тепломассообмену
С 18 по 21 мая в Минске прошел XVIII Минский международный форум по тепломассообмену. Мероприятие традиционно объединяет специалистов в области теплофизики, гидродинамики и энергетического машиностроения. В этом году в форуме приняли участие более 500 человек из разных стран. Программа включала работу семи тематических секций, охватывающих широкий спектр направлений: от конвективно-радиационного теплообмена до процессов переноса при физико-химических превращениях и горении, а также вопросы тепломассопереноса в энергетике, на транспорте, в системах с нано- и микроструктурами, высокотемпературных и плазменных системах, а также в атомных энергетических установках.
В рамках секции №3 «Тепломассоперенос в энергетике, технологиях и транспорте» выступил доцент Высшей школы высоковольтной энергетики Никита Образцов. Он представил доклад на тему «Численное исследование абляции в автогенерирующем дугогасительном устройстве». Работа выполнена коллективом авторов в составе Светланы Аверьяновой, Натальи Куракиной и Евгения Тонконогова.
Актуальность работы связана с глобальным ростом потребляемых мощностей и токов короткого замыкания. В этих условиях обеспечение надежного гашения электрической дуги требует перехода от эмпирического проектирования к строгому физико-математическому моделированию. Как отметил докладчик, создание вычислительно устойчивых МГД-моделей, учитывающих сопряженный теплообмен, лучистый перенос и деформацию абляционных стенок сопла, является научно обоснованным путем для прогнозирования отключающей способности выключателей, оптимизации их геометрии и снижения стоимости разработки.
Цель представленной работы — изучение факторов, влияющих на отключающую способность газонаполненных высоковольтных выключателей переменного тока, с использованием современных высокоточных численных моделей. В ходе исследования была разработана численная модель процесса абляции в автогенерирующем дугогасительном устройстве, позволяющая прогнозировать изменение геометрии стенок под воздействием дуги. Получено аналитическое выражение для эмпирического коэффициента, учитывающего деформацию стенки, что дает возможность применять модель в инженерных расчетах высоковольтных выключателей. Верификация модели на основе сопоставления с экспериментальными данными в широком диапазоне рабочих токов подтвердила ее корректность и пригодность для практических задач. Кроме того, установлено влияние абляционных процессов на изменение геометрии сопла дугогасительной камеры и определены теплофизические свойства рабочей среды в широком диапазоне температур, давлений и геометрических параметров дуги.
Доклад вызвал интерес и вопросы со стороны участников форума. Участие в этом международном мероприятии позволило представить результаты численного моделирования абляции в дугогасительных устройствах широкому кругу специалистов, а также обсудить дальнейшие направления работы с коллегами из других научных центров и стран.
.jpg)