非线性状态估计法在风电齿轮箱故障预警中的应用

针对现阶段在齿轮箱的状态监测方法中遇到的问题,提出一种以易于采集的油温信号来对齿轮箱故障进行预警的分析方法;通过非线性状态估计法(nonlinear state estimate technology)建立齿轮箱的温度预测模型,之后根据统计温度预测残差的变化趋势,然后与通过验证集合确定出的残差均值和标准差的故障阈值进行对比,以实现及早发现齿轮箱的潜在故障,优化运行的效果;并且与神经网络预测方法进行对比分析,结果表明非线性状态估计法对风电齿轮箱进行故障预警有着较好的效果。     

考虑最佳入口温度的多股流换热器网络循环优化

针对于多股流换热器网络的应用优势,本文在衍生网络优化方法基础上,提出了考虑最佳入口温度的多股流换热器循环优化方法,即利用多股流换热器网络小面积换热器合并而不产生固定投资费用这一特点,将优化结果中存在公用工程的流体返回到另一种流体的入口并与其入口流体进行循环优化。结果表明,这种优化方法能够进一步发挥多股流换热器网络的优点,得到年综合费用更小、运行费用更低的网络结构。     

丙酸甲酯的自着火特性与模型研究

本文通过利用激波管实验装置,测量了丙酸甲酯(MP)在温度1020~1720 K、压力0.12~1.0 MPa、燃料浓度0.5%~2.0%以及当量比0.5~2.0范围内的着火延迟,并将实验结果与两个化学反应动力学机理(Princeton机理和Westbrook机理)的模拟结果进行了对比。由于两个机理都不能够很好地预测MP的着火延迟,通过对现有机理的优化,得到了一个改进的模型,该模型能够很好地预测本实验中MP的着火。     

超临界压力煤油传热不稳定实验研究

在压力2.5~4 MPa, 质量流量0.7~1.7g/s, 入口温度20~250 ℃的实验条件下, 对煤油在内径1 mm, 长度300 mm竖直上升圆管中的流动及传热不稳定现象进行了实验研究.结果表明, 当热流密度增大到一定程度后, 传热不稳定开始发生.不稳定发生的起始热流密度随压力和流量的增加而增大, 随入口油温的升高而减小, 且当入口油温升高到一定程度后无不稳定现象发生.不稳定发生的初始时刻, 出口油温迅速增加, 管道壁温明显下降, 传热系数增大; 实验段局部流速增大, 进而在管道内部形成压力脉动并产生声音.不稳定结束后, 出口油温几乎保持不变, 壁温会缓慢增加, 直至下一次不稳定发生.      

计及成本与能耗的冰蓄冷系统多目标运行优化

为提高冰蓄冷系统的经济效益和节能效果,提出一种计及成本与能耗的多目标优化控制策略。首先,以供冷期总运行费用最小和能耗最低为目标建立系统多目标优化模型,并使用全局准则法求解得到Pareto解集;在此基础上,采用多维偏好线性规划分析方法对Pareto解集进行快速筛选。最后,以商场和办公楼为例,对比分析系统在冷机优先、融冰优先和多目标优化控制策略下的运行情况。研究结果表明,多目标优化控制策略能够有效兼顾系统的运行费用与能耗,实现系统综合运行效益最优。     

液压泵试验台测控系统的设计与实现

为测试液压泵性能参数,设计了以工业计算机和PCI数据采集卡为核心,LabWindows/CVI为软件开发平台的液压泵试验台测控系统;以多线程技术设计程序,采用线程安全变量同步线程;采集、分析、显示系统参数,并利用滞环控制算法将油温控制在35~45℃之间,利用遇限削弱积分PID算法实现出油口、回油口压力控制;设计了人性化的报警功能;通过ODBC接口,每隔1s将系统运行参数存入数据库,以便分析故障;软件调试界面大大缩短现场调试时间;经过运行测试,系统满足设计要求。     

基于快速压缩机的二甲醚掺氢着火延迟特性研究

在温度范围650~830 K,上止点压力1.94~2.45 MPa,当量比0.83~1.25,氮气稀释率89.74%实验条件下,本文利用快速压缩机(RCM)研究了掺氢比、当量比和上止点压力对DME/H_2/O_2/N_2混合气着火延迟期的影响。利用CHEMKIN-PRO软件在更宽广温度范围内对混合气着火延迟进行了同等条件下的模拟计算。结果表明:随着掺氢比的增加,DME/H_2/O_2/N_2混合气第一阶段着火延迟期变化不大,总着火延迟期延长;随着当量比及上止点压力的增加,混合气第一阶段着火延迟期变化不大,总着火延迟期逐渐缩短。     

超临界CO2布雷登循环热电联供系统多目标优化

本文研究了以超临界CO₂布雷登循环为原动机的热电联供系统,对系统主要运行参数进行了分析,得到运行参数对于系统热力学性能和经济性能的影响规律。同时,以一次能源利用率和单位输出成本作为目标函数,采用多目标遗传算法对系统进行了优化;在优化结果的基础上,通过TOPSIS法决策出最优解,并与单目标最优解进行对比。结果表明,透平进口温度、透平进口压力和压缩机进口温度的增大有利于系统效率的提高;作为代价,成本也相应增加。在热电比0~4范围内,尽可能增大热电比能够最大程度上降低系统的单位输出成本,提高能源的利用率。     

冰蓄冷空调系统的多目标优化控制策略研究

为了减少制冷机组的能耗和降低冰蓄冷空调系统的运行费用,提出了基于非线性多目标模型的优化控制策略。首先建立了多台制冷机组总能耗最少的目标函数;其次根据系统设备能耗和当地电价结构,得到了系统总运行费用最小的目标函数;最后使用MATLAB软件编程求得最优解。通过工程实例仿真对比在不同冷负荷时的优化控制策略和制冷机组优先策略下的制冷机组能耗和系统运行费用,结果表明非线性多目标优化控制能够发挥系统潜力,减少制冷机组能耗,降低系统运行费用。     

多股流换热器网络优化的衍生网络法

从换热器网络综合及优化中相互矛盾的投资费用和运行费用分析入手,以多股流换热器代替两股流换热器网络,建立了一种网络优化目标的松弛技术,即在整体网络优化中允许小面积换热器的存在,然后通过多股流换热器对小换热器进行合并处理.结果表明,应用该方法进行换热网络的综合优化,可以充分发挥多股流换热器的优点,获得综合费用更低的换热网络结构.     

单滴燃料热壁蒸发、微爆与着火的实验研究

多组分燃料在热板的蒸发与着火规律与空间相比,具有一些新的特点,特别是乳化油的贴壁燃烧现象更有重要意义。本文通过实验将多组分与单组分的燃烧情况进行了对比研究。结果表明：（１）易挥发组分的着火延迟在较低的温度条件下长于不易挥发份,在较高温度时情况相反。混合物则居于其中;（２）对于含水的乳化油,燃烧与微爆发生先后同的外界条件有关,其着火过程极为迅速。（３）乳化油中易挥发燃料含量较高,环境温度也较高时,微爆滞后很明显。     

热泵负荷调节中的两类模糊关系

为了解决热泵系统输出能量和用户需求能量之间的动态平衡问题,合理的调节策略是必不可少的,本文对此进行了初步的尝试。在本文中,作者针对供需匹配效果较好的热泵运行数据进行了模糊聚类研究,并编程计算得出了环境温度和热泵供水温度以及环境温度和热泵系统COP之间的模糊关系,利用这一关系可以方便地确定它们之间的隶属函数, 为制定热泵系统的能量匹配控制策略奠定了基础．     

4通道交叉型二氧化硅光波导延迟线阵列的设计与制备

设计并制备了一种高集成度、低成本、低损耗4通道交叉型二氧化硅光波导延迟线阵列。利用BPM软件对交叉结构光波导延迟线的Y分支的损耗、弯曲损耗进行数值模拟。综合考虑器件尺寸和损耗参数,设计交叉型延迟线结构的弯曲半径最小为1 500 μm,引入优化的锥口Y分支结构和垂直相交波导结构。采用标准半导体制作工艺制备器件,测试得到了器件的红外输出光斑,延迟线延迟时间分别为0、113、226和339 ps。4通道二氧化硅延迟线阵列能实现相邻通道相等的延迟时间间隔,且可通过集成实现延迟时间的增加,同时输出端可以与光纤阵列集成。     

大口径铜蒸气激光“黑心”的优化消除

应用遗传算法,以激光束径向光强无“黑心”的最大输出功率为目标函数,整体优化设计了百瓦量级铜蒸气激光系统的激光头以及放电电路.脉冲放电电场的趋肤效应导致“黑心”, 但可通过选择合适的激光管半径、长度以及LC电路参数等,来消除或改善“黑心”现象.同 时,激光功率也可大幅度提高. 关键词： 铜蒸气激光 黑心 遗传算法 优化     

加装导流罩的大功率LED强化换热特性研究

针对大功率LED光源存在的散热问题,在风冷散热条件下,对加装导流罩的大功率LED散热器进行优化设计。在肋片结构参数固定的条件下,利用流体分析软件对导流罩的内径、高度、进气口直径以及散热器肋片夹角进行优化。通过改变这些参数来改变散热片表面气体流体的流形、风速等值,最终改变肋片表面对流换热系数。获得的导流罩和肋片夹角参数:导流罩高度85 mm,进气口直径76 mm,出气口直径83 mm,散热器肋片夹角9。通过优化使散热器温度有一定程度的降低,为大功率LED灯具散热设计提供了一种优化方案。     

燃油喷射参数对共轨柴油机性能的影响规律

利用 INCA 标定系统工具,在一台 CA6DL2-35E3 高压共轨重型柴油机原预、主喷欧 3 喷油 MAP 上进行了基于单次喷射(去除预喷)及三段喷射(增设后喷)两种模式的喷油参数对发动机性能影响规律试验研究.单喷试验结果表明,提高喷油压力可以改善除 NOx 外其余发动机性能参数,结合喷油正时的延迟可确定一个优化整机性能的折衷点.增设后喷后,改变主后喷间隔(主喷结束到后喷开始)NOx 及碳烟排放均存在拐点,而随着后喷油量的增加(从主喷油量给出)碳烟及 NOx 排放均降低;根据对动力性/经济性影响小及尾气排放降低或不恶化为优化原则对工况点进行优化后,可以认为优化后喷参数能够较好地改善发动机各项性能.     

粘性对离心泵性能的换算方法的探索

在同一试验台架上，采用三种不同粘度的油以及水作为输送介质，实测了相同比转速，相同叶轮外径和出口宽度，但不同叶型的叶轮的外特性，同时，采用美国AHI、前苏联ГОСТ以及德国KSB的换算方法得到了以清水实验外特性为基准的粘性换算曲线，对比了各换算曲线与实测性能之间、叶型与粘性外特性之间的关系。结果表明：叶型对外特性影响明显，且各换算结果都和试验值具有较大的偏差，尤其是前苏联的方法偏离试验值更大。     

光纤式输油管道安全预警系统

提出了一种基于光时域反射原理(Optical Time Domain Reflectometer,ODTR)和分布式光纤传感器的输油管道泄漏实时监测技术。当输油管道发生泄漏时,光纤所处的温度场发生变化,利用光纤后向拉曼散射的温度效应,通过测量该处的温度变化来判断管道泄漏;当发生人为破坏(盗油)事件时,所产生的振动、压力等扰动信号使在光纤中传输的后向瑞利散射光产生明显的损耗特征,通过测量其光强的变化来检测管道是否受到扰动或破坏。用ODTR技术实现对光纤测量点的定位。实验结果表明,光纤长度5km(可延长),测温范围0～90℃(可扩展),温度测量偏差小于+ 5℃,对扰动外力和温度的定位偏差小于15m。该检测技术可以有效地提高输油管道泄漏监测的水平和油的防盗水平。     

级联积分球辐射源角度均匀性研究

为了设计和制造高角度均匀性的积分球辐射源,需要提供优化的设计参数。基于空腔的辐射传输理论,建立了基于级联积分球结构的发光单元光出射度分布的仿真模型,并获得了朗伯型发光单元安装位置和级联积分球辐射源角度均匀性之间的关系。仿真结果表明:理想情况下,采用2个朗伯型级联子球作为发光单元,对称安装在与级联积分球辐射源出光口法线方向成10°夹角位置时,通过球心与出光口法线方向成±20°夹角观测区域内的角度均匀性可以达到0.03%的水平。最后,通过实验测量级联子球在30°夹角位置时级联积分球辐射源的角度均匀性,发现实验结果与仿真结果接近一致。因此,通过优化发光单元的类型和安装位置,可以有效提升积分球辐射源的角度均匀性。     

大气折射率结构常数和湍流特征谱的计算

 分析了海面边界层大气湍流温度脉动的统计特征，结果表明：虚温的功率谱是随时间而演变的，表现在其标度指数随时间变化；比较了不同统计时间下计算的大气折射率结构常数，并根据大气状态的实时变化提出了一种计算折射率结构常数的变间隔时间平均算法。