油浸式自冷变压器因为具有容量大、散热性能好、制造成本低、噪音小、损耗低等优点得到了广泛应用。由于片式散热器的散热能力不足导致在夏季用电高峰期变压器大负荷运行时温升过高,进而降低变压器运行的安全性和寿命。本文针对性的提出了一种具有间断锯齿结构的自然对流空冷无源强化传热表面,在增加换热面积的同时有效破坏边界层的发展,有很好的自然对流换热性能,可以提升片式散热器的散热能力。为了将间断锯齿肋和变压器散热器有效的结合起来,本文首先油侧空气侧耦合模拟研究片式散热器的换热和流量分配特性,然后实验和数值模拟结合探究了间断锯齿肋的强化换热性能,在此基础上,确定了油浸式变压器自冷用间断锯齿肋散热器的结构形式,数值模拟研究了间断锯齿肋散热器的强化传热特性。主要研究成果如下:①针对片式散热器自然对流换热,建立了油侧和空气侧耦合换热的模型,研究了集油管结构、散热片流道长度以及散热片间距对片式散热器的换热及流量分配特性的影响规律。研究结果表明:片式散热器空气侧的换热热阻远大于油侧换热热阻;对流换热量比辐射换热量高了约34%,这是因为相邻散热片互相遮挡使其对环境的角系数减小导致的,散热器空气侧外部区域的换热系数显著大于中心区域,油侧的流量分配主要受空气侧散热能力的影响,油流阻力的影响较小。双集油管散热器的换热性能仅比单集油管散热器增强了约2%,流量分配特性没有明显改变,这是因为集油管结构的改变没有使散热器空气侧的换热性能得到提升,因此油浸自冷变压器的强化换热研究应集中于空气侧的强化。②针对竖直间断锯齿肋空气侧自然对流换热,设计了肋间距、间断长度和肋长三个参数同时变化下的正交实验,研究了肋结构参数变化对间断锯齿肋换热特性的影响规律以及作用机理。对竖直壁面大空间的间断锯齿肋,当q=800W/m~2时,肋间距的影响占比为65%,这是由于肋间距直接影响相邻肋壁面边界层的发展且主导换热面积的大小,间断长度和肋长对换热性能的影响占比分别为15%和20%,这是由于间断在增强局部换热系数的同时缩小了换热面积。不同肋结构参数的间断锯齿肋的自然对流换热系数比光滑平板的提高了77.5%-204.4%,换热性能最好的肋结构参数为肋间距15mm,间断长度10mm,肋长40mm。对平行壁面的间断锯齿肋而言,肋结构参数变化对换热性能的影响占比和竖直壁面的相近,在低Ra数条件下,肋间距为5mm的间断锯齿肋的换热性能比光滑壁面的差,这是由于过小的肋间距对流动阻力的增加大于对换热性能的增强,在本文肋结构参数范围内的间断锯齿肋的自然对流换热系数比光滑平板提高了15.9%-180.8%。③提出了间断锯齿肋散热器,并使用UDF辅助模拟研究了间断锯齿肋散热器的强化换热特性。研究结果表明:相比于传统的片式散热器,使用间断锯齿肋散热器的变压器1.2倍负载时的绕组温升降低了13.6℃,换热量提高了21.2%,传热系数提高了95.3%。由此可见,间断锯齿肋可以有效增强变压器散热器的散热能力,降低变压器的运行温度。