[发明专利]一种考虑风速衰减率的防尘罩格栅尺寸设计方法

权利要求书

1.一种考虑风速衰减率的防尘罩格栅尺寸设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：预设防尘罩由若干圆柱形细丝纵横编制而呈正方形格栅状，其材质和尺寸包括：细丝密度为ρ_m、细丝半径为b、防尘罩长度为L₁、防尘罩宽度为L₂、格栅尺寸为a；

步骤(2)：根据流体运动学原理，建立风速衰减率随防尘罩格栅尺寸a变化的数学模型W(a)；

步骤(3)：根据防尘罩材质和尺寸，建立防尘罩重量随格栅尺寸a变化的数学模型M(a)；

步骤(4)：基于风速衰减率和防尘罩重量两个目标，采用加权方法建立格栅尺寸a的优化模型，进而求解得到了最优格栅尺寸；

所述步骤(2)中的数学模型W(a)的建立，包括以下步骤：

A1、根据流体运动学原理，分析风速衰减率的产生：

当气体流过防尘罩时，一部分气体直接通过防尘罩格栅，一部分气体折射衰减后通过防尘罩格栅，还有一部分气体无法通过防尘罩格栅；

A2、假设气体通过防尘罩单个格栅之前的能量E₁为：

式中，ρ表示气体密度，Vh表示气体厚度，v表示气体速度；

A3、根据格栅结构，气体通过防尘罩单个格栅之后的能量E₂可以表示成：

E₂＝E₂₀+E₂₁+E₂₂+E₂₃                           (2)

式中，E₂₀表示直接通过格栅的部分气体的能量，E₂₁表示经1次折射衰减后通过格栅的部分气体的能量，E₂₂表示经2次折射衰减后通过格栅的部分气体的能量，E₂₃表示经3次折射衰减后通过格栅的部分气体的能量；

A4、气体直接通过格栅的部分气体的能量E₂₀为：

A5、气体经1次折射衰减后通过格栅的部分气体的能量E₂₁为：

A6、气体经2次折射衰减后通过格栅的部分气体的能量E₂₂为：

A7、气体经3次折射衰减后通过格栅的部分气体的能量E₂₃为：

A8、气体通过单个格栅之后的能量E₂为：

A9、假设气体通过防尘罩单个格栅之后的风速为μ，根据能量守恒原则可得：

则通过防尘罩格栅之后的风速μ为：

因此，风速衰减率W(a)可表示成：

所述步骤(3)中的数学模型M(a)的建立，包括以下步骤：

B1、根据防尘罩材质和尺寸，防尘罩重量G(a)可以表示成：

式中，ρ_m表示细丝密度，L₁表示防尘罩长度，L₂表示防尘罩宽度；

B2、为了便于安装，防尘罩采用绞线提升，绞线的最大拉伸力为F，则基于绞线最大拉伸力的防尘罩重量归一化模型M(a)为：

式中，g表示重力加速度。

2.根据权利要求1所述的考虑风速衰减率的防尘罩格栅尺寸设计方法，其特征在于：所述步骤(4)中的格栅尺寸a的优化模型的建立，包括以下步骤：

C1、采用加权方法得到防尘罩格栅尺寸a的优化模型：

式中，w₁、w₂表示优化模型加权值，T(a)表示优化模型。

3.根据权利要求1所述的考虑风速衰减率的防尘罩格栅尺寸设计方法，其特征在于：所述防尘罩适用于变压器。