基于ASPEN PLUS平台的生物质气化模拟

基于ASPEN PLUS软件的Gibbs自由能最小化法,并利用RGIBBS反应器的限制平衡法修正,建立了生物质气化模型.模拟花生壳气化和木粉气化,发现模拟值和实验值符合良好.对气化两个重要影响因素(空气当量系数和床温)作了灵敏度分析,发现产气组分主要受床温影响,燃气热值和气化效率主要受空气当量系数影响.模拟分析了气化剂温度对产气组分和气化效率的影响,结果表明:基于ASPEN PLUS平台的生物质气化模型能准确地模拟实际气化过程,具有较好的可靠性和适用性.     

丙酮精制工段的过程模拟研究

以丙酮精制工段为研究对象,采用DSO流程模拟平台对该工段进行模拟计算。在现有装置的基础上,分别考察了粗丙酮塔回流比、采出量、精丙酮塔回流比、塔顶采出量、侧线采出量和采出位置等参数对分离效果的影响。结果表明:对于处理量为19100 kg/h的待分离物料,粗丙酮塔回流比为2.0、塔顶采出量为7320 kg/h、精丙酮塔回流比为2.2、塔顶馏出量为16235 kg/h、侧线采出为5974.5 kg/h、采出位置在第2块板时,可以使塔釜中几乎不含丙酮,且采出丙酮纯度达到99.81%。比较工厂实际生产值和模拟值,确定了较优的操作条件,提出了将粗丙酮塔塔顶物流预热进料物流的节能措施,可节省水蒸气(0.4 MPa)3.99 t/h、冷却水130.3 t/h。     

利用盐效应对丙酮溶媒回收方法的改进

利用盐效应并通过对某原料合成所产生的母液（丙酮－水体系）进行回收方法的改进，从而改善了常规精馏所存在的不足之处。该改进方法仅在原有基础上，却达到进一步提高产品的质量、延长设备使用寿命和节能的目的。     

基于ASPEN过氧甲酸法制备环氧棉籽油工艺的模拟与优化

新疆拥有巨大的棉油产量,但棉油口感差品质低的特性使其很难作为食用油推广,本文以棉油农产品深加工为环氧化增塑剂原料进行工业设计,基于前期小试过氧甲酸法制备环氧棉籽油的工艺路线和条件,使用ASPEN软件对棉籽油环氧化工艺进行设计并建立模型,对反应操作参数温度、时间、甲酸用量、过氧化氢用量进行分析和优化,反应优化条件为操作温度62℃、反应时间维持在7 h左右、1 t棉籽油甲酸和过氧化氢的量分别为130、560 kg,经过优化后反应的收率、转化率、选择性分别为73.6%、90.5%、81.0%,均比优化前明显提高,而且原料中双氧水的用量较优化前减少13.3%,甲酸用量减少23.4%,NaHCO_3用量较优化前减少21.0%,废水量减少26.9%。     

基于ASPEN PLUS的等离子体气化生物质模拟分析

为研究生物质在等离子体喷动—流化床中的热解影响因素和热解产气成分,文中基于ASPEN PLUS通用化工流程模拟软件,采用花生壳作为生物质原料,氧气作为气化剂,对生物质在等离子体喷动—流化床中的热解气化过程进行模拟,考察了3个重要影响因素(热解温度、当量比ER、气化剂温度)对气化结果的影响。结果表明:氧气气化花生壳的最佳操作条件是热解温度1 000℃、当量比ER=0.25、气化剂温度600℃,此时能得到较高的气化效率和气化产率。     

氯乙烯精馏过程的ASPEN PLUS模拟分析

应用化工流程模拟软件ASPEN PLUS对聚氯乙烯生产工艺中氯乙烯精馏过程进行模拟。通过比较,选用NRTL方程来计算液相活度系数,所得模拟结果与实际生产值基本吻合。对低沸塔和高沸塔的操作变量进行了灵敏度分析,得到高低沸塔适宜进料位置、回流比和馏出比分别是8和2,0.5和0.8以及0.93和0.25。     

带排烟热回收发生器的直燃机系统模拟和优化

提出了一种带排烟热回收发生器的直燃机系统,并对系统进行了模拟分析.模拟结果表明:新型循环的性能系数随着排烟热回收发生器产生的冷剂蒸汽比例的增大而增大,但热回收发生器所需的传热面积也增大.提出了热回收发生器的优化计算方法,确定了给定参数下热回收发生器产生的最佳冷剂蒸汽比例.新型循环的性能系数提高约2 %,排烟温度可降低到130 ℃左右,从长远来看具有很好的节能和环保效益.     

丙酮-甲醇混合物萃取精馏分离过程合成与模拟

当混合物组分之间的挥发性相近并且形成非理想溶液,组分间的相对挥发度可能小于1.1,采用常规精馏分离就可能不经济,若组分间形成恒沸物,仅采用常规精馏达不能实现相应组分的锐分离,这种情况可考虑采用强化精馏来实现相应组分之间的分离。用水作为溶剂对流量为40mol/s的丙酮-甲醇(摩尔比为3∶1)混合物流股进行萃取精馏过程合成设计与模拟计算。分离流程采用两塔结构,即萃取精馏塔和溶剂回收塔,前者塔顶馏出产物为丙酮,塔底产物为甲醇、水和微量丙酮的混合物;后者塔顶馏出产物为甲醇,塔底为溶剂水,此塔底产物作为回流与补充溶剂合并返回萃取精馏塔。经过试探法合成,萃取精馏塔采用30块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),溶剂进料板为第7块(从上往下数),丙酮-甲醇混合物流股进料板为第13块,回流比为4,塔顶产物31.226mol/s,丙酮纯度95.5%,塔底产物69mol/s;溶剂回收塔为简单精馏塔,采用16块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),进料位置为第12块,回流比为3,塔顶产物流量为10 mol/s,甲醇含量99.8%,塔底产物流量59mol/s,水含量达到99.9%,补充溶剂约为1 mol/s,实际补充量可根据操作情况适当变化。     

基于有机朗肯循环的内燃机余热回收系统准动态模拟

作为一种有效的提高内燃机整体热功转化效率的技术手段,基于有机朗肯循环(organic rankine cycle,ORC)的内燃机余热回收技术受到越来越多的关注。通常来讲,组织合理的ORC的最关键的技术在于选择合理的循环工质和合适的膨胀机。对于车用内燃机余热回收,同时需要考虑内燃机的运行工况以及由此带来的烟气流量和温度的变化,以对余热回收系统进行有效的控制,达到最佳的工作效率。采用数值模拟的方法对内燃机排气进行余热回收,在不同软件环境下建立一维详细内燃机子模型和有机朗肯理想循环子模型,并将其进行耦合,达到根据内燃机工况变化进行准动态模拟的要求。通过对水,R123a和R245fa三种不同循环工质的考察发现,利用水作为循环工质具有最高的热效率,然而由于水是湿工质,大多情况下不能产生过热蒸汽,因而不适于作为余热回收的工质。对于两种有机制冷剂,R245fa比R123a具有更高的循环效率。通过对WHSC循环准动态模拟显示,需要对ORC的工质流量根据内燃机工况进行控制。通过目前较简单的控制,循环总效率可提高8.1%。     

基于ASPEN PLUS平台的干煤粉加压气流床气化性能模拟

基于ASPENPLUS平台,提出了加压气流床气化炉的性能模拟方法.该方法利用ASPENPLUS的图形化建模工具,与传统的煤气化过程计算方法相比,可以实现快速编制模拟煤气化过程的模拟软件,并可将气化过程与整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统的优化设计过程整合.利用输入语句和计算模块的灵活性,可以对不同的煤种进行计算.计算结果表明,该计算方法可以比较好地预测干粉加压气流床的气化性能,为气化炉的性能模拟提供了依据.     

基于AnyLogic的人流增多地铁站系统再优化

随着城市地铁及城市规划的持续扩建,伴随出现了一些建设较早的地铁站人流增多而引起的大客流现象。针对这一现象,从地铁站内、外两方面系统地分析了客流增多的原因,应用工业工程方法提出了优化思维导图和地铁再优化原则。以西安地铁二号线运动公园站为例,运用Anylogic行人库仿真技术进行了全尺寸、全数据仿真建模研究,在对进站人流特性进行分析的基础上,以密度图拥堵点、进出站用时和服务用时及它的队长等为指标,体现了优化前后的效果。结果表明,两侧入口人流得到明显均衡、瓶颈处人流密度降低,A、D侧行人安检耗时缩短4.48min,进站时间缩短4.08min,整体人流出站时间缩短了0.62min。地铁再优化思路以及案例具体的优化意见能够为现今地铁站的再优化提供一定的解决思路。     

Kriging模型与优化算法在汽车乘员约束系统仿真优化中的应用研究

汽车乘员约束系统的优化涉及到安全带、安全气囊等部件的众多参数.首先采用一阶线性响应表面模型、正交实验设计方法进行参数筛选.然后构造Kriging代理模型来代替计算机仿真,并结合两种不同的优化算法来进行乘员约束系统参数的优化设计.结果表明:该方法对汽车乘员约束系统参数优化具有明显效果,可行方向法在该优化中优于多目标遗传算法.     

基于MATLAB的园区供暖系统仿真设计及参数优化

以江苏某工业园区为例,本文介绍了园区供热系统中的基本组件构成,根据用户侧需求建立了Matlab仿真模型,通过PID控制模型对供暖过程中的各个部件的损失以及响应进行了分析,并对各个部件的参数进行了模拟优化。结果表明：理想状态下,系统可以在控制系统下正常运行,但是部分参数需要寻求最优值,当管道横截面积为1 m2,管道长度为100 m时,该供热系统整体效果达到最优,综合考虑换热器效率和保温材料导热系数,保温材料的影响效果更大,应该优先考虑,以上为区域供热的参数设计以及部件选择提供了依据。     

基于ADAMS的麦弗逊悬架的仿真分析与优化

基于悬架系统对汽车舒适性和操稳性的重要影响,本文利用ADAMS仿真软件对麦弗逊式独立悬架进行动力学仿真与优化。根据麦弗逊式独立悬架的CATIA模型及硬点,首先在ADAMS/Car模块中搭建悬架的物理模型,然后进行仿真分析,再利用后处理模块ADAMS/Post Processor模块查看仿真结果,得到有关悬架性能的曲线,包括四轮定位参数曲线,并对分析不合理的车轮前束角通过ADAMS/Insight模块进行了进一步的优化,最终明显提高了汽车的舒适性和操稳性。     

基于跑道容量的航班恢复优化模型

为了降低航班延误造成的经济损失和旅客滞留,在不增加管制员工作负荷的基础上提高航班运行效率。本文在原有的航班恢复模型基础上,引入跑道容量模型,综合考虑旅客流、航空公司公平性以及航线重要程度的影响,建立了以各单位恢复总成本最小为目标函数的航班恢复模型,该模型适用于跑道数以及构型不同的单一机场,算例中引用国内某机场的真实延误数据,并用遗传算法和粒子群算法求解模型得到优化方案,与遗传算法相比,粒子群更适用于该模型,收敛速度更快。与现有的航班运行相对比,优化后的方案总延误时间缩短了11.85%,总延误成本减少了6.55%。最后用TAAM仿真软件分别运行实际恢复方案和优化恢复方案,报告显示优化方案中终端区产生冲突的可能性更小,管制员工作负荷更低,从而验证了模型和算法的可用性。     

基于细分优化方法的织物模拟

提出一种基于插值细分造型的织物模拟算法.通过对织物物理和几何属性分析,构造出一个带约束的几何模型,在改进的四点插值细分造型基础上,通过动态细分网格并结合曲面优化调整以达到高效模拟柔性织物自然行为的目的.克服了以往仿真方法中求解物理模型复杂、模拟过程难以控制的缺陷,简化了计算模型,提高了计算效率.最后,以织物模拟为例说明该算法的实现.     

基于数值模拟的变压边力优化设计

提出了一种基于板料成形有限元模拟的变压边力(VBHF)优化方法．建立了板料成形性能的综合评价模型．为了保证优化过程的收敛，采用信赖域模型管理来调整设计空间的变化，与传统的基于梯度的VBHF优化相比，该方法具有设计过程简单、方便，计算结果准确等优点．为了验证算法的可靠性，给出了不等深盒形件拉深时随位置变化的压边力优化结果．