检索结果-南通市图书馆

作者：张冲哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着传统能源的日趋紧张，新能源逐渐成为能源行业发展的必然趋势。对于汽车产业来说，这种趋势意味着电动汽车将逐步替代传统汽车。制约电动汽车产业发展的主要因素便是车载的动力电池。提高电池的性能，是电动汽车产业进步发展的基础... 详细信息

随着传统能源的日趋紧张，新能源逐渐成为能源行业发展的必然趋势。对于汽车产业来说，这种趋势意味着电动汽车将逐步替代传统汽车。制约电动汽车产业发展的主要因素便是车载的动力电池。提高电池的性能，是电动汽车产业进步发展的基础因素。电池温度是影响动力电池性能的主要因素。其具体又可分为电池内部的最高温度与各个电池间的温度差。对于镍氢电池来说，其工作温度应在40oC以内，电池之间的温度差不宜超过5oC。本文以应用于电动汽车中的一款EV-95镍氢动力电池组作为研究对象，主要研究了以下几个方面：1、分析了镍氢电池的产热根源与规律，及其热量主要来源的四个部分。并且简述了镍氢电池温度对于电池工作性能的影响，确定了电池散热系统所要满足的散热温度目标。2、在散热温度场结构较为复杂时，求解的过程多采用计算流体力学（CFD）的办法。文章介绍了描述电池组散热过程的基本流体力学方程，以及CFD在电池温度场求解计算过程中的应用3、分析了电池组几何模型与温度场模型，提出了对其原有实物对象较为复杂模型的化简整理方案。同时论述了各个有关参数的选取过程，Fluent仿真软件的设置环节，并最终利用软件仿真得到的电池组速度场与温度场的分布图像。4、对电池原有的散热性能提出几种优化的方案，在此基础上，探讨了空气流速与进气角度对于电池散热性能的影响。并得出结论，空气流速的增加对于电池散热性能来说，存在着一个最优的范围。以本文中的电池组结构为例，这个最佳的流动速度在10m/s左右。而空气进气角度的增加对于电池组散热性能的影响十分有限。

关键词：镍氢电池散热 CFD 数值仿真温度场

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基于粒子群算法的污水处理预测控制研究

基于粒子群算法的污水处理预测控制研究

作者：郑美玲哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

活性污泥污水处理法是一种利用活性污泥即微生物来清除污水中污染物的方法,现阶段运用最为广泛的是序列式活性污泥污水处理法(SBR)。SBR法与传统的污水处理法相比在时间上和空间上都是间歇式的,在反应过程中微生物生长和降解污染物都需... 详细信息

活性污泥污水处理法是一种利用活性污泥即微生物来清除污水中污染物的方法,现阶段运用最为广泛的是序列式活性污泥污水处理法(SBR)。SBR法与传统的污水处理法相比在时间上和空间上都是间歇式的,在反应过程中微生物生长和降解污染物都需要氧气的参与,即曝气池内的溶解氧浓度(DO)直接影响污水处理效果,一般认为DO为2.00mg/L时污水处理效果最佳,因此本文将把DO作为被控量对SBR法污水处理系统进行控制,使输出DO值一直维持在2.00mg/L。首先根据SBR法污水处理工艺对系统进行数学建模并证实其有效性。由机理模型分别建立PID控制器和广义预测控制器进行控制仿真并做出比较。广义预测控制(GPC)本身具有预测控制与自适应控制这两种控制方法的优点。即多步预测及在线辨识的功能。由两种控制器仿真结果可看出GPC比起PID而言,输出更加稳定,超调量更小,这个结果可说明对于具有非线性,强耦合等特点的污水处理系统,GPC的控制效果是更加有效的,并且能够达到节能的效果。广义预测控制器控制效果虽已达到基本控制标准,但为了提高其输出精度,使超调减小,本文在广义预测控制滚动优化部分加入了粒子群算法,并进行仿真再与基本广义预测控制器进行计较,其超调量由原本的0.35mg/L降为0.15mg/L,其控制效果明显变好,表明粒子在整个去区域内的搜索速度,搜索精度有的很大提高。基于粒子群算法的SBR法污水处理广义预测控制经过多次仿真比较之后,溶解氧浓度始终稳定在2.00mg/L范围内,并无大的超调,污水处理系统中最为耗能部分为曝气池,占整个系统能耗的50%,这个控制效果已完全能够达到节能的效并为今后的进一步研究打下了良好的基础。

关键词：污水处理溶解氧浓度 SBR法广义预测控制粒子群算法

基于自适应模糊PID的氯乙烯聚合釜温度控制研究

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基于自适应模糊PID的氯乙烯聚合釜温度控制研究

作者：柏春阳哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

聚氯乙烯(PVC)是一种在很多领域都得到广泛应用的重要化工品。聚氯乙烯生产过程中,最关键的环节是间歇聚合釜中发生的氯乙烯聚合反应,其中最重要的参数是聚合反应温度,控制效果的好坏直接影响聚氯乙烯质量,所以,精确控制聚合反应温度在... 详细信息

聚氯乙烯(PVC)是一种在很多领域都得到广泛应用的重要化工品。聚氯乙烯生产过程中,最关键的环节是间歇聚合釜中发生的氯乙烯聚合反应,其中最重要的参数是聚合反应温度,控制效果的好坏直接影响聚氯乙烯质量,所以,精确控制聚合反应温度在聚氯乙烯生产过程中尤为重要。然而,聚合过程存在非线性、时变以及时滞等特性,难以建立精确的数学模型,传统的PID控制方法很难获得良好的控制效果,因此,当务之急是寻找一种更佳的控制方法,实现聚合釜温度的精确控制。本文以氯乙烯悬浮聚合反应过程作为研究对象,建立并简化了聚合反应过程的机理模型。结合PVC生产工艺特点,分析间歇过程对控制系统的要求,并以此为依据设计新型的控制器,实现聚合温度温度的精确控制。首先以模糊控制理论知识为指导,结合简化模型,设计了聚合反应温度模糊控制器,包括控制器结构设计、输入输出量模糊化、隶属度函数确立、模糊规则设计、输入输出量解模糊化。并简单设计了聚合反应温度PID控制器,利用工程上的整定方法得到一组控制效果较为良好的参数值,对两种控制器进行仿真分析,这为后续自适应模糊PID控制器的设计提供了理论依据以及初始参数。其次,在模糊控制器和PID控制器设计的基础上,以PID参数自整定规律为依据,设计自适应模糊PID控制器并进行控制系统仿真,分析其优点以及不足,针对其结构较为复杂等不足设计改进控制器。最后,应用MATLAB软件对采用改进的自适应模糊PID、自适应模糊PID、模糊控制和PID控制方法的聚合釜温度控制进行仿真。对仿真曲线的分析研究表明:所设计的改进自适应模糊PID聚合釜温度控制系统有较小的超调量和稳态误差,其控制效果优于传统的PID控制器,较好地解决了聚合釜温度控制的问题。

关键词：聚合反应温度控制模糊控制自适应模糊PID控制

基于模糊解耦的燃煤蒸汽锅炉燃烧控制的仿真研究

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基于模糊解耦的燃煤蒸汽锅炉燃烧控制的仿真研究

作者：许乐哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

世界能源的分布是很不均衡的,能源问题是大多数国家无法回避的问题。就现在和往后比较长的一段时间,煤炭作为我国的主要能源不会改变。燃煤蒸汽锅炉的使用还是相当广泛的,为很多行业提供热能。锅炉燃烧过程是一个相当复杂的过程,涉及很... 详细信息

世界能源的分布是很不均衡的,能源问题是大多数国家无法回避的问题。就现在和往后比较长的一段时间,煤炭作为我国的主要能源不会改变。燃煤蒸汽锅炉的使用还是相当广泛的,为很多行业提供热能。锅炉燃烧过程是一个相当复杂的过程,涉及很多参数,很多回路,动作速度较慢,而且存在参数时变,典型的难控过程。长期以来,对锅炉燃烧过程的控制常采用相互独立的闭环PID控制策略,在控制过程中对回路之间的耦合现象大都忽略,但是各回路间的耦合现象客观存在。由于无法彻底消除回路间的耦合,所以难以得到理想的控制效果,严重时甚至无法正常工作。本文以20t /h燃煤蒸汽锅炉为研究对象,首先介绍了燃煤蒸汽锅炉的工艺和锅炉燃烧自动控制系统的主要任务,分析了燃烧过程的机理模型,燃烧过程的机理模型非常复杂,要实现仿真非常困难。所以接着分别对其蒸汽压力控制回路、烟气含氧量控制回路和炉膛负压控制回路进行了系统分析,重点分析了各个回路之间的耦合关系,在此基础上采用阶跃响应法辨识出各个通道的模型。最后先运用传统的解耦方法对系统进行解耦,取得了不错的效果。由于锅炉燃烧系统是一个时变系统,系统参数会随工况变化会而发生改变,所以又将模糊理论与解耦理论相结合,设计了模糊解耦控制器,并在matlab/simulink环境下对解耦控制过程进行了仿真。将模糊解耦与传统解耦比较,结果显示在改变系统对象参数的情况下,采用模糊解耦时输出可以一直保持较快的响应速度,较小的超调量和稳态误差;采用传统解耦时输出动态响应不好,甚至不可控。所以模糊解耦有更好的适应性和鲁棒性,也证明了本文采用的模糊解耦方法的价值。

关键词：燃烧控制解耦控制模糊控制模糊解耦

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加氢装置中旋流脱烃器的结构优化研究

加氢装置中旋流脱烃器的结构优化研究

作者：陈建旺哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

加氢裂化装置循环氢脱硫系统中循环氢常常夹带重烃液滴,这不仅易致下游脱硫塔中的氨液催化剂发泡,缩短了催化剂的使用寿命和反应的效率,同时还会在循环氢压缩机防喘振阀处形成积液引起加热炉联锁而造成停机现象,影响装置的长期稳定工作... 详细信息

加氢裂化装置循环氢脱硫系统中循环氢常常夹带重烃液滴,这不仅易致下游脱硫塔中的氨液催化剂发泡,缩短了催化剂的使用寿命和反应的效率,同时还会在循环氢压缩机防喘振阀处形成积液引起加热炉联锁而造成停机现象,影响装置的长期稳定工作。本文主要针对循环氢夹带重烃液滴的问题,在常规的旋流脱烃器的结构基础上利用CFD的方法对其进行模拟计算,并对其主要结构进行优化研究。首先,采用RSM模型对旋流脱烃器进行气相模拟计算,并分析其内部气相速度、压力分布等,来了解其内部流场的分布规律,即:气相流场被分为外部螺旋向下运动的外旋流和轴心螺旋向上运动的内旋流,并且旋转的方向一致;切向速度对气液的分离起着主要作用,其分布规律呈“W”形,符合Rankine组合涡的分布特点,即轴心处为准强制涡流动和外部为准自由涡流动。然后,在收敛的气相流场基础上采用DPM模型对液滴相进行模拟计算,并分析研究液滴运动的轨迹以及液滴的粒径和流量对旋流脱烃器性能的影响,结果得出:小颗粒受气相作用影响较大,其迹线的螺距较小并具有较大的随机性,而大颗粒受气相作用影响较小,其迹线的螺距较大;在相同流量下,随着液滴粒径的增大,分离效率也逐渐提高;在液滴粒径相同时,小粒径液滴的分离效率随流量增加而逐渐提高,并且增幅较大,而大粒径液滴的分离效率随着流量的增加先增加后减小,在流量为70 m3/h达到最大。最后,对单、双进口进行优化分析,并考察溢流管管径和插入深度对旋流脱烃器性能的影响,综合考虑得到相对最佳的参数,并对优化前后的旋流脱烃器的性能进行了比较。模拟结果表明:优化后的旋流脱烃器分离效率有很大的提高,这也充分说明了优化后的旋流脱烃器是可行的。但压降也有所增加,这也说明了旋流脱烃器的分离效率和压降在一定程度是互为矛盾的,在具体的生产过程中,要结合特定的场合、特定的要求来设计生产不同的旋流脱烃器。本课题所做的工作可为以后旋流脱烃器的结构优化提供参考。

关键词：旋流脱烃器数值模拟气液两相流循环氢

超临界压力下垂直管内水的对流换热数值模拟方法分析

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超临界压力下垂直管内水的对流换热数值模拟方法分析

作者：李军哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着超（超）临界机组技术的不断成熟，其作为一种高效的洁净煤技术被应用到越来越多的场合。而超临界锅炉作为超临界机组中至关重要的部分，其水冷壁特性的研究一直是各个国家重点研究的课题。研究锅炉内部水冷壁的传热特性、水动力特... 详细信息

随着超（超）临界机组技术的不断成熟，其作为一种高效的洁净煤技术被应用到越来越多的场合。而超临界锅炉作为超临界机组中至关重要的部分，其水冷壁特性的研究一直是各个国家重点研究的课题。研究锅炉内部水冷壁的传热特性、水动力特性以及阻力特性是提高超临界锅炉运行特性的关键。但是由于超临界压力下的试验对设备要求极高，并且由于试验本身的局限性使得试验研究管内换热存在很大的不足，而数值仿真方法的实现可以在一定程度上弥补试验的缺陷。因此选取合适的数值模拟方法对超临界水的管内换热进行研究意义重大。近几年计算机能力不断提高，数值仿真方法也是逐渐增多。如何根据物理过程选择合适的计算方法吸引了诸多学者的注意力。本文已垂直管内超临界水的对流换热过程为研究对象，就不同的湍流模型对数值模拟的影响、计算结果的可靠性、复杂工况下的数值模拟精度以及管内换热的特性等进行了以下的研究，得出一些结论。本文通过分析实验台设备，根据实验数据建立了超临界水管内换热的三维模型，并确认边界条件。对比不同湍流模型之间的区别，比便了解不同湍流模型可能带来的计算结果和误差。之后根据数值模拟的物理过程选取合适的湍流计模型。同时分析水在超临界压力下的物性变化规律，如比热值，导热系数，动力粘度等，比便设定材料物性。利用已经建立的模型，对三种湍流模型进行网格无关性验证,分析网格精度对计算结果的影响。根据计算结果选取合适的网格进行数值模拟。将使用不同的湍流模型得到的计算结果与实验结果进行对比，分析数值模拟方法的精度和可靠性。同时由于管内存在剧烈的物性变化，会对管内的流动和换热产生影响，因此管内参数变化规律需要进行分析计算。通过对比，选取计算精度较高的湍流模型对复杂工况下的垂直管内水的流动换热进行数值模拟。将计算结果与已有的实验数据进行对比，分析该湍流模型在复杂工况下计算结果。提取轴向和径向的物性参数，通过分析其变化规律研究其对换热的影响，比便管内换热特性的研究;管内换热会存在明显的温度梯度，因此提取轴向和纵向的温度云图，分析温度场的变化规律，寻找其对于管内流动和换热的影响。

关键词：超临界垂直管对流换热数值模拟湍流模型

涡轴发动机挤压油膜阻尼器阻尼特性数值与实验研究

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涡轴发动机挤压油膜阻尼器阻尼特性数值与实验研究

作者：王震林哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

挤压油膜阻尼器具有结构紧凑，减震效果明显等诸多优点，被广泛应用在航空发动机，舰船燃气轮机以及工业深孔加工中。工程中对于挤压油膜阻尼器的参数设计大多采用试凑法，对于确定的轴系设计多个挤压油膜阻尼器，逐一尝试直至减震效果... 详细信息

挤压油膜阻尼器具有结构紧凑，减震效果明显等诸多优点，被广泛应用在航空发动机，舰船燃气轮机以及工业深孔加工中。工程中对于挤压油膜阻尼器的参数设计大多采用试凑法，对于确定的轴系设计多个挤压油膜阻尼器，逐一尝试直至减震效果满足实际需求，这种方法效率低下，需要进行较多的测试和实验。本文采用商用数值软件Fluent，分析了挤压油膜阻尼器工作过程中的压力分布特性和油膜力特性，进一步计算了阻尼系数，并结合实验分析了阻尼器长度，半径间隙等参数对阻尼系数的影响。本文的主要内容如下： 1)建立挤压油膜阻尼器的有限元模型，包括进行网格划分，定义边界条件，进行网格无关性和时间步长无关性验证以保证数值计算的精度.进行流态计算确保模型选择的准确.编写动网格边界运动程序，定义动网格以及气穴模型等工作。 2)对比了高等转子动力学中阻尼特性测定实验数据，结果表明采用Fluent仿真模型计算的油膜力来计算阻尼系数结果是比较准确的。本文对比了气穴模型和无气穴下油膜压力分布以及油膜力的动态特性，结果表明气穴模型的使用在一定程度上减小了油膜力的幅值，并使得油膜力波形出现了一定程度的滞后。 3)本文通过研究油膜间隙，阻尼器长度以及激振力频率分别对阻尼系数的影响，得出了包含了气穴模型的仿真结果一般是介于单相雷诺方程有限长轴承假设半油膜和全油膜结果之间的这一结果。 4)实验结果表明，在没有压力供油或者供油压力较低的情况下，数值仿真的结果同实验结果符合得较好。数值仿真的计算结果可以作为实验和设计的参照。当存在着较高的压力供油时或者其他抑制空化现象的措施时，数值结果与实验结果偏差较大，使用无气穴模型的结果更为准确。

关键词：挤压油膜阻尼器阻尼系数阻尼系数测试有限长轴承解

基于AMESim的液压抗冲击系统设计与仿真

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基于AMESim的液压抗冲击系统设计与仿真

作者：金学良哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在生产过程中经常会出现压力冲击问题,它常发生在启闭阀门、液压泵突然开停、执行元件的紧急制动、换向阀突然换向时。这种冲击严重时会使管子爆裂,损坏仪表和密封装置并产生很大的振动和噪声,严重威胁生产安全。在化工生产中常常出现... 详细信息

在生产过程中经常会出现压力冲击问题,它常发生在启闭阀门、液压泵突然开停、执行元件的紧急制动、换向阀突然换向时。这种冲击严重时会使管子爆裂,损坏仪表和密封装置并产生很大的振动和噪声,严重威胁生产安全。在化工生产中常常出现这种冲击现象,如在腈纶生产线中的挤水环节,就常因为换向阀突然换向而产生压力冲击,对挤水液压缸的稳定造成了影响,冲击大时甚至使得生产停止。所以如何减小液压冲击的问题显得至关重要。本文以克服压力冲击为主题,独特地从三个不同的角度考虑来解决冲击问题。从吸收压力冲击角度考虑可以使用蓄能器;从隔断压力冲击角度考虑可以使用液压锁;从反馈压力冲击角度考虑可以使用伺服控制系统。三种系统的设计都能满足单泵多执行器的工作要求,使系统能够平稳工作而不受压力波动的影响。所以本文的主要内容是三种抗冲击系统的设计和仿真。首先,对三种系统的工作原理和主要元件的结构进行研究;其次,分析系统的抗冲击原理,建立数学模型并仿真分析;最后为了仿真实际腈纶生产线上的液压冲击,用AMESim软件建立了三种系统的模型并进行仿真分析。

关键词：蓄能器液压锁位置伺服控制系统压力冲击 AMESim软件仿真

基于预测模糊PID的氯乙烯聚合釜温控制研究

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基于预测模糊PID的氯乙烯聚合釜温控制研究

作者：许长江哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

石油化工产业是国民经济的支柱性产业,化工产品中的聚氯乙烯（PVC）更是世界上产量及消费量最大的塑料产品之一。聚氯乙烯工业生产中,聚合反应占有重要地位,反应温度、容器压力、介质流量、流速均对聚合反应存在影响,其中对产品品质影... 详细信息

石油化工产业是国民经济的支柱性产业,化工产品中的聚氯乙烯（PVC）更是世界上产量及消费量最大的塑料产品之一。聚氯乙烯工业生产中,聚合反应占有重要地位,反应温度、容器压力、介质流量、流速均对聚合反应存在影响,其中对产品品质影响最大的是聚合反应的温度。因此对氯乙烯聚合过程的反应温度进行精确控制十分重要。由于聚合反应机理较为复杂,过程存在强烈非线性、大惯性、大迟滞等特性,模型参数是不确定的,依赖于受控系统精确数学模型的经典控制策略无法获得理想的控制效果。所以寻求一种有效的控制策略以提高PVC聚合反应釜温控制精度是有必要的。预测控制与模糊控制均对受控对象模型精度要求较低,预测控制具有鲁棒性强,可消除系统静态误差的特点,而模糊控制则在线调节能力强,实时性较好,可增强系统的抗扰性能。这样在PVC聚合釜热量系统中的夹套冷却环节上,结合预测控制和模糊控制的优点,设计一种预测模糊PID控制器,以进一步提高温度控制效果。本文在简述了PVC生产过程相关工艺流程,深入分析聚合反应釜动态特性的基础上,结合预测控制及模糊控制技术,提出了一种相应控制算法,并设计了预测模糊PID控制器,理论和仿真研究表明:此控制策略具有超调量小、快速性好等优点,是提高聚合釜温度控制效果的一种有效方法。

关键词：聚合反应温度控制模糊控制预测模糊PID控制

基于机理法的丙烯腈聚合反应装置建模与仿真研究

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基于机理法的丙烯腈聚合反应装置建模与仿真研究

作者：张占军哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在聚合反应工业生产过程中,建立一个既能反映出聚合反应动力学机理又能反映出装置运转工程特性的,并且以聚合反应装置整体为研究对象的数学模型是非常重要和必要的。结合聚合反应装置建模,不仅有利于掌握聚合装置过程的内在规律,而且是... 详细信息

在聚合反应工业生产过程中,建立一个既能反映出聚合反应动力学机理又能反映出装置运转工程特性的,并且以聚合反应装置整体为研究对象的数学模型是非常重要和必要的。结合聚合反应装置建模,不仅有利于掌握聚合装置过程的内在规律,而且是聚合生产进行优化、产品更换型号和提高生产效率的理论基础。由于聚合反应体系和工业聚合过程具有的复杂性,造成聚合反应建模,尤其是聚合反应与其装置结合起来建模成为化工过程中的一个难题。本论文以丙烯腈(AN)、醋酸乙烯(VA)为单体,氧化还原体系NaClO3-NaHSO3为引发剂的自由基水相悬浮聚合的过程作为研究对象。采用机理法并结合装置特性分别建立了丙烯腈聚合反应装置稳态模型和动态模型。依靠工业生产历史数据,采用随机优选法对稳态模型的待定参数-各反应速率常数进行了拟合。以物料在装置内的停留时间为变量对装置内各物料浓度和两单体转化率及平均分子量进行了数值计算和模型仿真。根据定态近似法原理对复杂的稳态模型进行了简化处理,为建立聚合反应装置的动态模型做了准备工作。根据物料平衡和能量平衡原理建立了聚合反应装置-连续搅拌釜反应器(CSTR)的动态数学模型。使用生产中的数据对聚合装置模型开车过程进行了仿真,比较直观地反映了釜内各个物料浓度、单体转化率、平均分子量和反应温度等重要指标的动态变化特性。随后,利用装置的动态模型对丙烯腈聚合反应影响因素进行了研究和仿真工作。最后,对聚合装置的热稳定性和稳态工作点进行了分析研究,给出了反应器温度动态响应仿真结果和稳态工作点稳定性分析结果。

关键词：丙烯腈水相悬浮机理法稳态模型动态模型