蒸汽压缩制冷系统的稳态和瞬态建模分析

针对蒸汽压缩制冷系统工作过程的分析,建立了蒸汽压缩系统的瞬态和稳态数学模型,对整个蒸汽制冷系统的内部结构开展了深入的研究,并对其组成结构中的相关单元模块进行了建模与分析,在此基础上给出了制冷系统详细的瞬态和稳态的数学模型描述形式,通过对模型的仿真与测试给出了制冷系统工作过程中主要参数的变化情况,尤其是仿真结果与实际系统的工作过程进行对比,验证后表明本文所建立的工作模型,其COP性能与实测的结果误差不超过5%。     

基于GSE的600MW锅炉热力系统变工况特性仿真研究

本文应用CSE仿真平台的JTopmeret模块建立了某600 MW超临界锅炉对流受热面模型,通过嵌入自定义模块建立了锅炉辐射受热面、空气预热器等模型,实现对整个锅炉热力系统建模。通过对模型的校核,验证了模型的准确性,在此基础上仿真研究了锅炉热力系统变工况特性。仿真结果显示,随着负荷降低锅炉各受热面出口烟温均逐渐降低,对流受热面的吸热量减小、辐射受热面的吸热量增大;锅炉效率随负荷降低先略微增大后逐渐减小,且在90%负荷时最高。     

DTN中基于贝叶斯的节点相遇概率预测方法

电站锅炉的烟气脱硝过程同其他电站热工过程一样存在一定迟延性和惯性。本文根据目前烟气脱硝系统运行情况,总结分析了氮氧化物(NOX)排放控制过程的特点、影响因素以及控制系统。为解决锅炉运行过程中系统呈现出的大迟延和大惯性问题对整个烟气脱硝控制品质产生的影响,以及实现系统的稳定性和快速性,在原有的串级回路系统中,加入了Smith预估补偿控制器提前预估系统的动态特性并对其进行补偿。根据烟气脱硝系统对象的传递函数,设计了Smith预估补偿控制系统,采用Matlab中的Simulink对控制系统的对象和改进前后的控制系统响应曲线进行仿真分析,可以看出改进后系统动态品质变好,系统的快速性和稳定性也明显提高。     

单元教学视角下 实施课时教学的思考——以“简谐运动”教学为例

以“简谐振动”为例,从单元教学的视角引入问题情景、建立理想化模型、进行运动探究,让整个课时教学过程在单元教学的主线下开展.课时教学过程中,每个教学环节的设计,均以单元的主线开展.从单元的视角引导学生经历建立模型、科学猜想、科学探究、科学推理和论证、质疑创新等过程,让学生的核心素养在学习过程中得到提升.     

Smith预估补偿控制在燃煤电厂烟气脱硝控制系统的应用

电站锅炉的烟气脱硝过程同其他电站热工过程一样存在一定迟延性和惯性;根据目前烟气脱硝系统运行情况,总结分析了氮氧化物(NOX)排放控制过程的特点、影响因素以及控制系统;为解决锅炉运行过程中系统呈现出的大迟延和大惯性问题对整个烟气脱硝控制品质产生的影响,以及实现系统的稳定性和快速性,在原有的串级回路系统中,加入了Smith预估补偿控制器提前预估系统的动态特性并对其进行补偿;根据烟气脱硝系统对象的传递函数,设计了Smith预估补偿控制系统,采用Matlab中的Simulink对控制系统的对象和改进前后的控制系统响应曲线进行仿真分析,可以看出改进后系统动态品质变好,系统的快速性和稳定性也明显提高。     

微型燃气轮机动态模拟与分析

在建立压气机、燃烧室、透平、回热器、转轴转动惯性等单元部件动态模型的基础上,建立了恒转速简单和回热型微型燃气轮机的系统动态模型及其控制系统模型,对其冷启动、升降负荷和甩负荷动态过程进行了动态模拟,并对两者的动态性能进行了对比。结果表明,系统动态模型能够有效地对系统的各个典型动态过程进行模拟与分析,计算稳定可靠,可为微燃机控制系统设计与分析提供模型基础;控制系统设计合理,能够满足调节负荷和转速的要求,保证循环系统安全运行;回热器的热惯性和扰动幅度是影响微燃机系统响应的重要因素。     

虚拟样机中电缆的建模与仿真

电缆的建模与仿真在产品开发中具有重要的应用价值，也是目前虚拟样机技术急需解决的难题。针对电缆属于柔性件的特点，提出了一种基于几何建模和物理建模的综合建模与仿真方法，其基本思路是：几何建模一长度估算一物理建模一行为仿真，如图l所示。几何建模以电缆连接列表为依据、以产品结构模型为空间约束、按照电缆布线规范，利用人机交互方式进行电缆卡箍位置规划和电缆路径规划，进而建立电缆几何模型。长度估算利用空间积分方法对几何模型进行积分得到电缆长度。物理建模将电缆几何模型离散成多个质点单元，各质点单元间通过弹簧连接，弹簧刚度和质点质量根据电缆材料和长度确定，在此基础上建立“质点一弹簧系统”的力学控制方程。行为仿真根据“质点一弹簧系统”的力学控制方程模拟电缆真实形状及插接过程。     

氢气纯化变压吸附循环的热效应

变压吸附(PSA:Pressure Swing Adsorption)技术可以用于对混合气体进行高效的分离,在工业废气回收与利用氢气中被广泛采用。本文主要根据热力学基本理论,基于Aspen过程仿真平台建立多组分气体在多孔介质中的吸附、传热传质模型,以预测Cu-BTC吸附床中的穿透曲线和PSA循环过程。该模型主要包括质量守恒、能量守恒和动量守恒方程。之后将模拟值与实验结果进行比较,模型能够很好地预测多组分气体在吸附床中的穿透曲线和PSA循环过程。在此基础上,研究PSA循环吸附过程的热效应对穿透曲线的影响机理,针对PSA循环氢气纯化系统,研究吸附压力和进气流率对穿透曲线和PSA性能的影响。在吸附床再生阶段对吸附床降压和在吸附过程中采用较高的压力,有利于系统的分离性能和氢气回收率的提高。     

基于神经网络的电站锅炉入炉煤粉含碳量在线测量研究

电站锅炉燃烧的煤种来源不稳定,经常与设计煤种偏差较大,造成锅炉出力不足、燃烧效率下降以及结焦等问题出现,影响锅炉燃烧的经济性和安全性。针对锅炉燃烧煤种的不稳定性,提出了一种基于静电法在线测量入炉煤粉含碳量的方法,研究静电信号与煤粉含碳量之间的关系。对煤粉颗粒静电测量过程中的几个影响因素进行了试验分析,并采集了足够具有代表性的数据,在此基础上建立了锅炉一次风管中入炉煤粉含碳量的BP神经网络模型。结果表明,所建立的模型预测效果较好,能较好预测进入锅炉燃烧的煤种。     

CO2混合工质冷电联合循环非设计最佳运行组分研究

本文针对耦合在冷藏车上的CO₂混合工质冷电联合循环系统，对其道路运行时的非设计性能进行分析。首先，根据道路运行参数，对内燃机的工况变化区间进行了归类划分；随后，依次建立了稳态设计模型和非设计计算模型。计算结果显示，对于整个道路工况下不同的发动机运行工况，最佳的混合工质CO₂充注比例不同；另一方面，对于整个道路运行工况下的综合性能表现，考虑非设计运行与只考虑稳态设计的系统最优混合工质CO₂充注比例相近。     

燃煤锅炉燃烧过程与NOx排放的模型与数值计算

本文以一台前墙布置有24只旋流燃烧器的350 MW燃煤电站锅炉为研究对象,对锅炉在100%、95%、85%、70%和50%额定负荷下的流动、燃烧和NOx排放进行了全炉膛数值模拟。模拟结果与锅炉运行和实测数据进行了全面比较并发现,除50%负荷外,其余工况两者符合情况良好。文中提出并采用了NOx模拟中相关的模型参数;对炉内空气量、炉温与NOx生成关系的计算结果表明, NOx的最终排放对温度的敏感性更强。     

SMR型LNG装置入口节流负荷调节特性的模拟研究

SMR液化工艺在小型LNG工厂中得到广泛应用,由于LNG工厂经常运行于非设计工况下,因此负荷调节方法及调节特性十分重要。文中将基于HYSYS的工艺流程模拟与离心式压缩机性能仿真相结合,建立了SMR装置的变工况数学模型及工艺模拟方法,并对采用压缩机入口节流方法调节负荷时的调节特性进行了模拟研究。结果表明,在60%～100%负荷范围内,入口节流方式进行负荷调节有很好的效率,但当负荷降至50%以下时,调节效率会下降。采用入口节流调节负荷时应协调节流压力与冷剂循环量,并优先满足压缩机高效工作的要求。文中的模拟方法及结果对LNG装置的操作运行及设计有理论上的指导意义。     

循环流化床锅炉总体数学模型及其与工业试验比较的研究

本文依据所提出的建模思想建立了能正确描述循环流化床锅炉工作过程的总体数学模型．该数学模型有机集合了锅炉各物理过程和化学过程的模型．为验证所建总体数学模型的合理正确性，运用该模型对一台布置了外置式换热器的75t／h循环流化床锅炉试验运行工况进行数学模拟．模拟计算结果和试验结果在总体上吻合良好．     

基于周期性截断灰色系统的电力负荷预测

电力负荷预测是电力系统调度和电力生产计划制定的重要依据。电力负荷时间序列有着明显的周期性特征。传统的电力负荷预测主要侧重于预测方法的研究,而忽略了电力负荷数据周期性特性的分析,影响了预测的准确性。针对电力负荷时间序列的周期性特征,提出了一种基于周期性截断的灰色系统模型来进行电力负荷预测。该模型利用周期性截断来反映负荷数据的周期性特征,提高了预测的精度。仿真采用EUNITE Network的公开负荷数据进行算法性能的测试,并与一些主流的电力负荷预测算法：BP神经网络、极限学习机、自回归模型以及传统的灰色系统模型做比较。仿真结果表明,周期性截断的灰色系统负荷预测的归一化均方误差和绝对平均误差是最小的。周期性截断的灰色系统为电力系统负荷预测提供了一种新的有效方法。     

LNG装置部分负荷下动态特性的仿真研究

天然气MRC液化装置的动态运行特性对其设计和操作运行有指导意义.MRC系统的动态特性主要取决于循环工况和离心机组运行工况的匹配.采用HYSYS软件建立了液化工艺模型,采用相似准则和工作特性曲线对离心机组的运行工况进行模拟计算.其中特性曲线采用描点并插值查表法进行计算.对部分负荷下液化单元的动态特性进行了仿真研究.在同样...     

基于人工神经网络的制冷系统工况模拟

针对人工神经网络技术在制冷空调系统中的仿真应用,本文建立了单回路制冷系统的性能仿真系统。通过实验模拟制冷系统在夏季的负荷变动情况,得到了用于神经网络模型训练的样本数据。对制冷系统进行多种神经网络结构的建模,并进行了神经网络中各种结构参数对模型精度影响的分析。利用训练好的双隐层神经网络模型,研究了空调机组性能的影响因素,包括压缩机频率、室内外温度等。模拟结果表明,机组EER随着压缩机频率增加先增加后减少,随着室内温度升高而增加,随着室外温度升高而减少。结果表明,人工神经网络方法是分析制冷机组性能的一种有效途径。     

基于HLA和VEGA的海基靶场半实物视景仿真系统研究

为了在导弹试验任务中给指挥员提供决策支持,设计了一种基于HLA和VEGA的海基靶场半实物视景仿真系统。将三轴飞行转台、目标模拟器、负载模拟器等实物接入仿真系统,采用高层体系结构规范构建仿真系统的联邦架构,设计了联邦对象模型,建立了关键联邦成员的数学模型,解决了反射内存网与HLA的时间推进冲突问题,有效提高了仿真系统数据传输的实时性。采用Multigen-Creator软件建立了各个仿真实体的3D模型,利用Vega软件实现模型的渲染、场景驱动、声音仿真等。通过系统测试,结果表明：该视景仿真系统能够实时驱动各个仿真实体运行,视景画面流畅,图像刷新速率达到30帧/秒以上,满足系统实时性要求。     

铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性测量及其在磁开关中的应用

磁开关是重复频率脉冲功率系统可选的工作性能优越的开关器件之一。目前磁开关的仿真模型是基于伏秒积分的宏观特性建立起来的纯电路模型,未考虑磁芯饱和过程中磁芯特性的变化,仿真难以准确预测磁开关负载上的预脉冲,波形的前沿误差也较大。测试获得了快脉冲激励下的铁基纳米晶磁芯磁滞回线和初始磁化曲线,利用磁芯磁滞回线的关键参数,提取了脉冲激励下的磁芯J-A参数,用于定义多物理场中磁开关模型的磁芯特性。针对磁开关脉冲压缩电路,利用多物理场仿真软件COMSOL建立了磁脉冲压缩系统电路与磁开关电磁场的场路耦合仿真模型,计算磁脉冲压缩电路的输出波形,与实验结果对比,预脉冲幅值误差为2%,峰值误差为2%,前沿误差为5%,证明了建立的场路耦合仿真模型的有效性和准确性。     

聚龙一号装置磁驱动加载实验的全电路模拟

聚龙一号装置由24路模块并联组成, 通过调整24路模块中激光触发气体开关的导通时序可实现负载电流波形的精确调节, 以满足磁驱动加载实验所要求的负载电流波形灵活调节的需求。针对聚龙一号装置开展的磁驱动加载实验, 建立了能够描述能量从Marx发生器开始至负载整个传输过程的全电路模型, 开发了相应的电路计算程序, 并基于实验结果对计算程序进行了校验, 电路模拟结果与实验结果符合较好。电路模拟程序的计算效率比采用Pspice软件进行全电路计算的效率显著提高, 其不仅可应用于在给定激光触发气体开关导通时序的情况下对聚龙一号装置的输出特性进行预测和评估, 同时也为负载电流波形调节的方案设计提供了一种有效工具。