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　　變壓器室中氣流特性的數學模型當流動的流體和靜止的固體壁面之間存有溫差、發生熱傳遞稱為對流換熱。油浸式變壓器的散熱器或冷卻器與周圍空氣之間主要是通過對流換熱過程來達到降低油溫的。

　　對流換熱有對流傳遞和導熱傳遞2種方式。空氣流速越快，對流傳遞效果越好，空氣與散熱器之間的溫度梯度越大，導熱作用越顯著132。變壓器室中的氣體是以湍流的形式流動的，具有球形三維流動特征。湍流流動時慣性力大于粘性力，因而流體的運動處于無規則的非穩定狀態142。湍流具有高導熱性特點，即混合有較強的動量、熱量和質量，用以下微分方程描述。

　　連續方程根據雷諾假設，在流場的各點上，每一瞬時的流動仍服從連續介質流動的基本方程，故：yV=0（1）式中y微分算子；V速度矢量。能量微分方程將熱力學定律用于流場中的微元控制體上，并利用連續方程可得到能量微分方程：QCvDTDS=y（AyT）+Q（2）式中Q單位容積發生熱量的速率；T溫度；Cv定容熱容；S時間；Q密度；A熱擴散系數；DTDS算子。

　　變壓器室簡化模型將動量守恒定律用于流場中的微元控制體上并利用連續方程而得動量微分方程（也稱N-S方程）：QDVDS=F-yP+Ly2V式中L動力粘性系數；P壓力；QDVDS慣性力；F由密度不均而引起的上浮力；yP總壓力梯度；Ly2V粘性力。

　　變壓器室中油和空氣流動的模擬因為熱空氣上升，變壓器油箱內溫度的分布對氣體流動具有重要影響。油箱內液體流動取決于外加風扇力和空氣通過散熱器時的溫度變化所產生的上浮力之間的平衡，而散熱器是聯系變壓器內油溫分布與外界空氣對流換熱的關鍵部件，因此必須建立散熱器的熱平衡模型。散熱器換熱模型。其中，mo為流動的油質量；mL為流動的空氣質量；TL1為進口空氣溫度；TL2為出口空氣溫度；T01為進口油溫度；T02為出口油溫度。該模型用來推測湍流粘度及空氣和油溫度分布狀態。

　　散熱器油溫分布與空氣流動的聯合換熱模型本模型的邊界條件為變壓器的總功率損耗、風扇的風力大小及方向、流動油的質量、以及變壓器油箱周圍空氣的溫度。該模型考慮了通過專用散熱器可能出現的循環及其熱損耗之間的重要相互作用。