供热管网中管段阻力系数的辨识方法

提出一种新的管网阻力系数辨识方法,利用管网中少量节点处的压力或流量测量值对所有管段内壁粗糙度进行有效辨识,达到获得管段阻力系数的目的.该方法的辨识模型不仅能灵活利用工程手册所推荐的管道粗糙度等先导信息,还可综合利用多种工况下的辨识值,获得更高精度的辨识结果.基于这种辨识模型,提出一种结合遗传算法(GA)和有效集法(AS)的混合算法求解最优化问题.混合算法改善了局部搜索效率,同时具备较好的全局寻优能力.通过对2个案例管网参数的辨识计算,表明新方法可获得精度较高的辨识结果,并且对较大的管网也能得到稳定的计算结果.     

一般供热系统供热方式优化的数学模型与算法

本文将一般供热系统供热方式优化问题概括为有容量约束的多地点、多设备、多产品的工厂布置问题,构造出相应的混合0-1整数规划模型。对优化模型中涉及的热源费用和供热管网费用的计算方法作了说明。扼要介绍了求解优化模型的反向跟踪分支限界算法。     

一种新颖的供热管网隐性气体泄漏检测系统设计

供热管网由于管线距离长、高空架设结构不统一,导致其隐性热量泄露严重且很难发现。设计了一种新颖的供热管网隐性泄漏检测系统。采用光离子传感器PID-A1, 通过热电偶的阻值随燃烧热量来影响初始电压的变化进而对管线隐性泄露气体进行反映并检测,采用HUAWEI CM无线模块,完成全部PID-A1检测数据的无线接收、发射、基带信号处理和音频信号处理并传递数据到OPA4340数据采集模块,采用高速数字信号处理MCU芯片AT89C58实时处理采集到的数据,最终实现了供热管网隐性气体泄漏的检测。软件设计通过直接焓值法优化数据MCU处理模块的中央控制器运算性能,采用最小二乘法增强热量采集温度的效率和精度,确保检测系统的低功耗和高效率。最后进行仿真实验,实验结果表明: 本文系统的节能量比传统系统平均节能120J,并且本文系统的运算效率优于传统系统,提高22%左右,检测误差在2%以内,说明本系统的具用很强的可用性和推广价值。     

微尺度色谱通道截面形状优化

本文将基于体积平均方法的理论模型与拓扑优化工具结合,以减小弥散系数为优化目标对微尺度色谱通道的截面形状进行了优化。优化结果表明色谱通道截面形状优化可以明显削弱通道内弥散过程。优化得到的截面形状明显不同于常见的矩形截面,具体形状取决于流动阻力系数的数值,流动阻力系数越大,截面的宽高比越大。将优化截面用于微尺度色谱设计可以显著改善分离速度及分离精度。     

电动舵机非线性系统的辨识研究

本文针对所设计的三闭环电动舵机系统,为了提高舵机的控制精度,提出了采用非线性系统辨识的方法,并且利用辨识的参数对系统进行补偿。根据电动舵机的模型分别采用了前馈补偿的方法和反馈辨识的方法对系统的摩擦进行仿真建模研究,并且将建模数据加入到电动舵机中进行试验验证,系统的位置跟踪误差和速度跟踪误差均有大幅度减小。试验结果证明,本文所提出的辨识研究方法可以准确地实现摩擦模型的建立,并且从该模型出发进行补偿可以有效地提高电动舵机的控制精度。     

一种用于立体供热管网的水力计算方法

为了充分利用新能源的节能潜力,需要提高供热管网模型在非对称、非规则拓扑结构的管网上进行水力计算的能力.本文提出一种立体管网建模方法.该方法无需基于图论搜索基本回路,能够在三维非对称、非规则拓扑结构上直接对热网进行水力工况分析.将该方法与传统方法的建模过程进行详细的比较,并通过具体案例计算验证方法的有效性.     

电热泵用于蔬菜温室供热的经济性分析

现代化蔬菜温室是我国都市农业发展中的一个重要组成部分，目前这类温室的冬季加热均以燃煤方式为主．伴随着越加严重的城市环境污染，温室供热系统也面临着改造问题，需要引入清洁供热方式，热泵供热是其中的一种．本文以上海地区现代化蔬菜温室为研究对象，分析了蔬菜温室中使用电热泵供热的运行成本，并与燃煤供热方式进行了对比．就热泵供热系统在温室中的应用前景及可行性、经济性进行了分析，为热泵在温室供热系统中的应用提供了可参考依据．     

基于(火积)的换热过程与换热系统协同优化方法

换热过程和换热系统是换热系统设计优化中局部和整体两个不同的优化层次,本文通过建立换热系统的不同优化层次之间的联系,通过将(火积)理论、CFD仿真技术和搜索算法相结合,设计了一种双层嵌套优化结构,实现了换热过程与换热系统的协同优化。文章利用协同优化方法对某典型多回路换热系统进行优化设计,通过优化换热器传热面积、变频泵运行频率和换热器板间距获得了给定系统总换热量和换热面积的情况下的系统最小总泵功耗,并对不同管网特性参数下的换热系统优化分析。计算结果表明,管网流动阻力的增大会提高换热系统的总泵功耗,相应地提高板式换热器的紧凑性有利于改善系统整体性能。     

平板式mLHP的仿真与实验研究

环路热管是一种靠蒸发器的毛细芯产生毛细力来驱动回路运行,利用工质相变来传递热量的高效传热装置.本文研制了一套不锈钢外壳,以氨为工质的小型平板式环路热管(mLHP),并着重研究其在不同热负荷条件下启动特性及变工况条件下的稳定运行特征,通过对平板 mLHP 运行机制理论分析,建立了合理的数学物理模型,实现了对整个系统动态仿真.实验结果表明,小型平板式 mLHP 可以在不同热流密度下快速启动,并具有良好的适应变热负荷能力.实现了平板式 mLHP 系统中各个主要节点的压力、温度和流量的动态仿真,与实验数据对比,仿真结果和实验数据吻合较好,加深了对 LHP 系统运行机理的理解.通过实验和动态仿真结果对系统结构进行优化,为应用在电子器件散热的高效率平板式 mLHP 系统的设计与优化提供依据.     

基于遗传算法的中央空调水系统变流量节能优化研究

针对目前中央空调系统能耗占建筑总能耗比例较高,在工频运行模式下能源浪费严重的问题,通过辨识压缩机、冷冻水泵、冷却水泵的运行数学模型,以冷负荷需求为约束,建立遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化模型,找到不同负荷率下系统能效比最高的频率匹配方式。将优化结果于实验台进行验证,与工频运行结果进行比较,系统平均能效比提高53.6%,平均节能率为35.95%。     

锅炉受热面积灰在线监测的研究

本文主要进行了电站锅炉受热面积灰在线监测的研究工作,在选择监测参数的过程中,放弃了传统的热有效系数和灰污系数,而选择了相对较易监测的灰污特征参数,并运用人工神经网络之BP网络预测各种工况下受热面清洁时的吸热量,最终推算出灰污特征参数;基于以上理论,充分利用电厂DAS数据资源,在不增加额外测点的条件下,开发和实现了对流受热面积灰的计算机在线监测以及优化吹灰指导。     

基于物联网技术的智能家居采暖远程控制系统设计

随着物联网技术的高度发展,智能家居在采暖领域焕发了新活力,壁挂炉因具有强大的集中供暖能力,能广泛应用在我国北方大面积采暖领域,但传统壁挂炉的控制方式不具备网络化功能,为了解决壁挂炉传统控制方式的不足,提出基于物联网技术的智能家居采暖远程控制系统;该系统保留了原有壁挂炉显示面板和控制面板的串口通讯方式,在中间增加一个基于OpenWrt路由器的数据采集模块,在维持系统原有的通讯情况下,完成了壁挂炉的远程控制;经实验测试,搭载远程控制APP的移动终端能与网络化改造后的壁挂炉正常通讯,并完成指定操作;同时,壁挂炉也充当家庭网关,自动组建家庭网络,以供其他移动设备连接;该系统使用户摆脱了近距离操作壁挂炉温度参数的限制,使壁挂炉的控制变得更智能、更便捷,也为壁挂炉的远程控制提供可参考的网络化改造方案。     

乳品行业低温余热回收系统性能分析

针对乳品行业排风风量大但品位低的特点,本文提出利用排风余热代替蒸汽来预热干燥空气的余热回收系统.在构建预热器、回热器和主加热器等部件热量流模型的基础上,建立了不包含中间节点参数的系统整体热量流模型.结合某奶粉厂运行数据对模型进行求解,结果表明,该系统将排风温度由90℃降低到42.58℃.在给定热负荷下,通过匹配中间回路...     

基于灰色关联分析的BP神经网络对混流闭式冷却塔出水温度的预测

通过控制变量法对混流闭式冷却塔进行测试, 采用灰色关联分析法对影响出水温度的因素进行筛选, 将关联度较大的5个因子作为输入参数, 进而建立灰色_BP神经网络预测模型, 对混流闭式冷却塔的出水温度进行预测。操作参数包括进水温度、湿球温度、补水温度、循环水流量和风量, 输出值为出水温度。网络采用三层结构, 隐含层神经元数为4个, 迭代次数为30 000次, 使用不涉及训练阶段的实验数据来验证所建立的模型。结果表明, 灰色_BP神经网络模型比传统BP神经网络模型的预测结果更加准确, 其预测值与实际值的相关系数、平均相对误差、均方根误差, 分别为0.998 9、0.293 4%和0.152 9, 因而可认为灰色_BP神经网络是预测混流闭式冷却塔出水温度的有效工具。     

基于QDOAS的多轴差分吸收光谱测量对流层HCHO的研究

由于甲醛在大气光化学反应中的重要性及其对环境、气候和人类健康的危害,监测、有效控制甲醛浓度已经成为一件刻不容缓的要事。目前传统的监测多局限于基于化学方法、色谱法的室内监测,或是室外较小范围的监测,室外大范围的大气中的甲醛监测往往为人们所忽视。为了有效监测大气中大范围的甲醛（HCHO）浓度,建立了地基MAX-DOAS观测系统,与主动DOAS观测系统相比,该观测系统不受光源和反射装置限制,平台搭建简单,测量范围广。2018年在合肥地区(117°17′E, 31°90′N)夏季开展了基于地基MAX-DOAS的外场连续观测实验,结合新一代光谱处理软件QDOAS利用DOAS算法的非线性最小二乘拟合反演甲醛（HCHO）的斜柱浓度,并通过大气质量因子（AMF）将甲醛（HCHO）的斜柱浓度转换为柱浓度,并分析了7月份的观测数据,结果表明,低仰角下甲醛的差分斜柱浓的值较高,说明,对流层甲醛主要集中在接近地表的位置。从实验数据还可以看到,二氧化氮与甲醛的变化趋势基本一致,说明大气中的甲醛与机动车排放或是工业排放出的的氮氧化物（NO₂等）在大气的源与汇过程中具有一定的相关性。通过地基MAX-DOAS测量数据与OMI观测值的比较发现,二者的变化趋势具有良好的一致性,且相关系数为0.518 9,并分析了OMI观测值偏低的原因。研究结果表明,地基MAX-DOAS系统不仅可以对区域污染的演变进行研究,也为甲醛的测量提供了一种实时、快速的监测手段,为分析大气甲醛的来源提供了一种新的解析手段,为验证卫星观测数据提供了一种有效的手段。     

Entropy generation in radiative motion of tangent hyperbolic nanofluid in presence of activation energy and nonlinear mixed convection

In this communication, an optimization of entropy generation is performed through thermodynamics second law. Tangent hyperbolic nanomaterial model is used which describes the important slip mechanism namely Brownian and thermophoresis diffusions. MHD fluid is considered. The novel binary chemical reaction model is implemented to characterize the impact of activation energy. Nonlinear mixed convection, dissipation and Joule heating are considered. Appropriate similarity transformations are implemented to get the required coupled ODEs system. The obtained system is tackled for series solutions by homotopy method. Graphs are constructed to analyze the impact of different flow parameters on entropy number, nanoparticle volume concentration, temperature and velocity fields. Total entropy generation rate is calculated via various flow variables. It is noticed from obtained results that entropy number depend up thermal irreversibility, viscous dissipation and Joule heating irreversibility and concentration irreversibility. Decreasing behavior of concentration is witnessed for higher estimations of chemical reaction variable. Entropy number is more for higher Hartmann number, Weissenberg number and chemical reaction variable while contrast behavior is noted for Bejan number.     

结合可视图的多状态交通流时间序列特性分析

交通流时间序列的研究主要采用数据挖掘和机器学习的方法,这些"黑箱"挖掘方法很难直观反映序列特性.为增强交通流时间序列及其特征分析的可视化性,结合可视图理论来构建交通流时间序列的关联网络,从复杂网络角度实现交通流时间序列的特性分析.在网络构建的过程中,考虑到不同交通状态下交通流表征具有的差异性,首先利用交通流参量的相关性对交通流状态进行分类,然后构建不同交通状态下的时间序列复杂网络,并对这些网络的特征属性给出统计分析,如度分布、聚类系数、网络直径、模块化等.研究表明,可视图法可为交通流时间序列映射到网络提供有效途径,并且不同状态下交通流时间序列构建的复杂网络的模块化、聚类系数和度分布等统计特征呈现一定的变化规律,为交通流运行态势的研究提供了可视化的分析角度.     

Critical points and transitions in an electric power transmission model for cascading failure blackouts

Cascading failures in large-scale electric power transmission systems are an important cause of blackouts. Analysis of North American blackout data has revealed power law (algebraic) tails in the blackout size probability distribution which suggests a dynamical origin. With this observation as motivation, we examine cascading failure in a simplified transmission system model as load power demand is increased. The model represents generators, loads, the transmission line network, and the operating limits on these components. Two types of critical points are identified and are characterized by transmission line flow limits and generator capability limits, respectively. Results are obtained for tree networks of a regular form and a more realistic 118-node network. It is found that operation near critical points can produce power law tails in the blackout size probability distribution similar to those observed. The complex nature of the solution space due to the interaction of the two critical points is examined.(c) 2002 American Institute of Physics.