Analysis and optimization of heat dissipation of gas mainframe case based on field synergy principle

HUANG Zhiqiang; ZHANG Guoxu; WANG Zhiyong; WANG Shuo; WANG Cheng; LI Tao; YOU Zhengtao

doi:DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.017

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Analysis and optimization of heat dissipation of gas mainframe case based on field synergy principle

·Optimization·Reliability· | 更新时间：2025-04-25

- Analysis and optimization of heat dissipation of gas mainframe case based on field synergy principle
- Journal of Mechanical Strength Vol. 47, Issue 4, Pages: 139-147(2025)
- 作者机构：
  
  西南石油大学机电工程学院，成都 610500
- 作者简介：
  
  HUANG Zhiqiang, E-mail: huangzq@swpu.edu.cn
- 基金信息：
  
  CNOOC Science and Technology Project(ZX2022ZCZBF6256)
- DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.017
  CLC： TK474.7
- Received：13 September 2023，
  
  Revised：17 October 2023，
  
  Published：15 April 2025
- 稿件说明：
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黄志强，张国旭，王智勇，等. 基于场协同原理的燃气主机箱体散热分析及优化［J］. 机械强度，2025，47（4）：139-147.

HUANG Zhiqiang，ZHANG Guoxu，WANG Zhiyong，et al. Analysis and optimization of heat dissipation of gas mainframe case based on field synergy principle［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（4）：139-147.
黄志强，张国旭，王智勇，等. 基于场协同原理的燃气主机箱体散热分析及优化［J］. 机械强度，2025，47（4）：139-147. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.017.

HUANG Zhiqiang，ZHANG Guoxu，WANG Zhiyong，et al. Analysis and optimization of heat dissipation of gas mainframe case based on field synergy principle［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（4）：139-147. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.017.

摘要

为保证燃气透平机组安全稳定运行，掌握主机箱体通风系统的换热机制，开展了燃气透平机组主机箱体通风散热研究。基于场协同原理，对主机箱体内部流场、温度场和关键设备的散热性能进行分析，并提出加装导流装置的优化方案。结果表明，主机箱体内高温区域体积占比达到7.6%，主要集中在燃气轮机轴部件附近，该部件为主机箱体内主要热源，外表面平均温度高达86.94 ℃；加装50°导流装置后，主机箱体高温区域体积占比减至5.1%，燃气轮机轴外表面平均温度降至81.98 ℃，散热效果得到显著提升。

Abstract

In order to ensure the safe and stable operation of gas turbine units

and grasp the heat transfer mechanism of the ventilation system of the mainframe housing

a study on the ventilation and heat dissipation

of the main engine box of gas turbine units was carried out. Based on the principle of field synergy

the internal flow field

temperature field and heat dissipation performance of key equipments in the mainframe cabinet were analysed

and an optimized scheme for adding a flow-guiding device was proposed. The results show that the volume of the high-temperature area inside the mainframe housing is 7.6%

mainly concentrated near the gas turbine shaft component

which is the main heat source inside the mainframe housing

with an average external surface temperature of 86.94

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. After the installation of a 50° flow-guiding device

the volume of the high-temperature area inside the mainframe housing is reduced to 5.1%

and the average external surface temperature of the gas turbine shaft is reduced to 81.98

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. The heat dissipation effect is significantly improved.

关键词

Keywords

references

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