机加工过程一类能耗估算模型

针对机加工过程中的能量消耗,将机加工过程的能耗分为固定能耗、空载能耗和切削能耗三个部分,推导构建一类机加工过程的能耗估算模型,并通过实验完成能耗模型参数的确定.最后以实际铣削加工案例分析表明,在给定工艺参数情况下,该模型能够较为准确地计算机加工过程中的能耗,为后续的工艺参数优化及工艺决策奠定基础.     

基于知识的产品制造过程能耗的计算与预测

为了估算新产品制造过程中的能耗值,提出了基于知识的能耗预测方法.首先,应用本体技术使能源消耗的计算和管理更清晰和明确,建立了能耗知识的语义模型并指出其语义表示方法.其次,提出了针对能耗预测特点的工艺实例检索过程及相似实例结果的重用方法.最后,应用神经网络技术,建立了针对加工参数的能耗预测模型,并以叶片加工为例进行了应用验证.形成从全局视角到工艺过程再到工序的能耗预测层次框架并对原型系统的开发及应用进行了说明.     

基于信噪比与综合赋权的涤纶低弹丝工艺优化模型

为解决涤纶低弹丝生产过程中能耗波动及多参数耦合的问题,借助碳足迹理论构建一种涤纶低弹丝生产过程的能耗分析模型,对加弹工艺进行了碳足迹核算,设计涤纶低弹丝生产碳排放核算函数,采用基于信噪比正交试验与综合赋权VIKOR(vlsekriterijumska optimizacija i kompromisno resenje)法相结合的方法,构建涤纶低弹丝生产关键工艺参数优化模型,并对模型进行分析与求解。应用验证结果表明,关键工艺参数间的交互效应对生产能耗碳排放量的影响显著,优化模型实现了涤纶低弹丝生产关键工艺参数寻优,提高了涤纶低弹丝成品质量,并使碳排放量降低9.06%。     

金刚石圆盘锯石机荒料锯切过程的能耗预测

为了精确测量金刚石圆盘锯石机锯切加工过程中的功率和能耗,以石材荒料锯切为研究过程,建立了金刚石圆盘锯石机锯切加工过程的能耗预测模型。通过荒料锯切加工实验,采集荒料锯切加工过程中的功率数据,以锯切参数作为模型的基本变量,经过数据拟合得到功率能耗模型的系数,建立了基于锯切参数的功率和能耗模型。研究结果表明,建立的能耗预测模型充分考虑了锯切参数对加工过程中功率和能耗的影响,能够表达变材料去除率加工过程中的功率特性,准确预测整个锯切过程的功率和能耗情况,为选择最节能的石材荒料锯切加工方案提供依据。     

某海上平台乙二醇脱水再生系统模拟

为保障深水油气田流动安全,需注入乙二醇以抑制水合物产生,以防深水管道及设备发生堵塞,在对乙二醇进行循环再生过程中,乙二醇再生工艺能耗占比最大,为节能降耗,需对乙二醇脱水再生工艺进行参数优选.采用软件Aspen Plus建立工艺模型,结合计算结果,对比分析关键工艺参数.结果表明,在再生塔进料温度为90℃,再生塔操作压力为...     

六氟化硫中电极表面粗糙度效应的新模型

本文根据对机加工电极表面轮廓的测量,提出一个新的表面粗糙度模型.这一模型具有三个独立参数,因而比以往的模型更为合理.用模拟电荷法和流注击穿判据可以方便地算得机加工形成的表面粗糙度对SF_6气体放电的影响.本文的两种试样电极的实验结果与模型计算曲线吻合良好,这说明在工程气压范围内,机加工形成的表面粗糙度对SF_6气体介质强度的影响,可以通过模型计算预测.     

三维机加工工序模型的变更与维护方法

针对三维机加工工序模型在变更过程中数据维护困难的问题,提出一种基于变更传播模型和工序模型信息的三维工序模型变更与维护方法.首先,通过建立工艺路线中各加工特征间的设计结构矩阵(DSM),分析各加工特征可能的传播路径;然后,以分析所得路径为核心,对可能受影响的加工特征、加工特征所属工序模型等信息进行结构化存储;最后,结合工艺路线中各工序的工序模型信息,提出添加、删除、修改加工特征的工序模型变更和维护算法.实例验证表明:该方法可有效地进行三维机加工工序模型的变更与维护.     

钢管张力减径过程传热模型

为了提高钢管张力减径过程的轧制质量、降低能耗以及控制终轧温度的准确性,从而为钢管出炉温度提供科学设定依据,通过对传热机理分析,建立了钢管张力减径过程传热模型,给出了除鳞、轧制及空冷阶段钢管边界热流的计算式.基于塑性材料的变分原理,建立了轧制变形区的变形热计算模型.结果表明:变形热对钢管温度分布影响不可忽略;该模型能真实反映钢管在张力减径过程中的温度变化,与实测结果吻合较好,可用于钢管再加热和张力减径过程中的参数分析及工艺优化.     

Al2O3陶瓷基体温度传感器的激光精密加工技术研究

为了掌握采用激光精密加工技术加工Al2O3陶瓷基体温度传感器的最佳工艺参数,文中采用声光调QNd:YAG激光划片机加工Al2O3陶瓷基体,研究激光划片工艺参数与Al2O3陶瓷基体上刻槽深度与宽度的关系,以及采用调阻机加工Pt薄膜电阻,研究激光调阻工艺参数与调阻精度的关系。     

基于正交试验法的复合材料固化工艺规范参数优选

在复合材料固化过程中,选择合适的固化工艺规范不仅可以制造出质量较为均匀的制品,而且还能最大限度的降低能耗、节约成本。本文采用正交实验法对双马来酰亚胺树脂复合材料固化工艺规范中的几个关键参数,即升温速率、保温温度、降温速率进行优选,得到固化时间较短、能耗较低的固化工艺规范。     

ASM2D模型的多模式AAO工艺模拟和优化

利用活性污泥2D模型(ASM2D)构建厌氧-缺氧-好氧(AAO)多模式工艺的模型,通过灵敏度分析,对模型的动力学参数进行校正.通过改变工艺运行模式,排泥量、内回流比和外回流比,优化多模式AAO工艺.结果表明:该污水处理厂的最优工艺运行模式为改良式AAO模式;当控制排泥量为2 000 m³·d^-1时,内回流比为100%,外回流比为50%,出水COD_Cr、氨氮和总氮质量浓度等指标均可达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准;经过模拟和比较,曝气能耗比原来节省28.7%,内回流能耗相比原来节省37.3%.     

转炉工艺参数优化探讨

用多目标规划法和炼钢理论结合建立了转炉多目标决策模型，在考虑能耗，成本和产量前提下优化转炉工艺参数。约束条件满足转炉实际情况及技术基本规范要求，其结果对我国转炉有普遍参考价值。     

基于异步MAC协议的WSN节点通信能耗模型的研究及应用

为进一步减小采用B-MAC协议无线传感器节点的能量消耗,对无线通信模块接收、发送、监听、休眠的电流消耗和时间特性进行了实验测试. 并根据异步MAC协议的特点,将网络负载参数进一步细分,引入节点发送间隔、接收间隔、每次发送字节数、每次接收字节数这4个参量,同时考虑节点接收信号时所处状态的概率建立通信能耗模型,并给出能耗模型的最优解析解,使得能耗参数在不同网络负载和收发间隔下达到最优. 实验结果表明,采用能量最优参数的B-MAC协议比普通B-MAC协议的能量消耗更少,明显减少了WSN节点在通信过程中能量的消耗,延长了节点的工作寿命.      

基于热分析和(火用)分析的氧化铝生产蒸发工序节能研究

阐述热分析和(火用)分析在氧化铝蒸发工序节能降耗中的意义,建立工序的热分析和(火用)分析模型,并以此对某厂蒸发工序进行热效率和(火用)效率的分析.研究结果表明:蒸发工序热效率仅为30.67％,(火用)效率仅为15.08％,热损失严重,用能水平低,节能潜力大;热分析确定的高耗能环节为冷凝水自蒸发器和末效蒸发器,(火用)分析确定的高耗能环节不仅为冷凝水自蒸发器和末效蒸发器,还有传热过程(火用)损失和流动过程(火用)损失.通过对蒸发工序进行热分析和(火用)分析,评价工序用能水平,确定耗能的主要环节、部位及节能潜力,指出蒸发工序的节能降耗途径.     

酵母培养过程的数学模型及参数和状态的实时估计

由于缺乏实时测量生化过程某些参数的传感器,本文提出了一种应用气体分析和估计原理相结合的方法,去建立酵母培养过程的数学模型。首先在带计算机检测系统的ISF_200型发酵装置上作了充分的实验。在积累了大量实验数据基础上,根据氧消耗和能量产生之间的关系建立了酵母培养过程的观测方程。又根据物料衡算建立了酵母培养过程的状态方程。然后用单纯形—阿达姆斯寻优方法确定系统模型参数,用卡尔曼滤波方法实时估计发酵液中的一些关键状态(菌体浓度、比生长速率及基质浓度),并进一步用扩展卡尔曼滤波方法进行模型参数和状态同时的实时估计。从采集数据到得出估计结果所经历的时间不超过3分钟。与实验结果对比,说明所建立的数学模型能较精确地描述酵母培养过程。由于实现了过程状态和模型参数的实时估计,为进一步实现过程的最优控制奠定了基础。     

基于模流分析选定节能射出成型参数

基于已有研究,找出射出成型制程消耗能量之简易估算式直交表数学模型及重要参数因子．以一中央进胶单模穴之圆形薄板为模具．利用田口实验,使用Moldex3D模流分析软件仿真实际射出成型制程,并以消耗能量简易数学模型估算各实验组之耗能．为了同时得到高质量（低体积收缩率、低总位移）及低耗能之制程参数,以薄板模具之体积收缩率、总位移量为质量特性。探讨比较各实验组之质量及耗能．分析本案例,在保压时间1—2S、模温25～35℃时．可得到既节能又高质之制程加工参数．与相仿之高质量产品的制程能源消耗比较表明,本案之节能成效可提升43％．     

经济性能评估的炼焦生产过程优化运行方法

针对炼焦生产过程中缺少性能评估环节而难以确保过程优化运行的问题,提出了一种基于经济性能评估的炼焦生产过程优化运行方法.该方法在炼焦生产过程经济效益指标和焦炭质量过程性能指标对协调优化级进行性能评估的基础上,结合模型置信度,建立专家规则,及时修正经济指标预测模型;基于焦炭产量、炼焦能耗等经济指标,以焦炭质量和工艺条件为约束,对炼焦生产过程进行协调优化,使得炼焦生产达到良好的运行状态.仿真结果表明,所提方法能显著地提高焦炭产量、降低能耗.     

基于Aspen Plus的化学链制氧系统模拟分析

在热量分析和压力分析基础上设计了化学链制氧流程,采用流程模拟软件Aspen Plus进行模拟,分析了反应温度,压强对系统能耗的影响并对制氧流程进行优化.结果表明:常压运行时,随着制氧反应温度升高,能耗降低;随着氧化反应温度升高,能耗升高;两个反应器温差越小,能耗越低.负压运行时,随着制氧反应器压强的降低,能耗降低;正压运行时,随着氧化反应器压强的增加,系统能耗呈先降低后升高的趋势.依据上述研究结果,得到了制氧反应器负压运行、氧化反应器正压运行系统的优化操作参数.     

煤炭地下气化采出气的脱碳工艺优化及能效分析

煤炭地下气化（underground coal gasification，UCG）产生的混合气由地下输送至地面进行集输和处理，为了以较低能 耗脱除混合气中的CO2，使净化气中CO2的摩尔分数低于3%，本文采用Aspen HYSYS软件对半贫液脱碳流程进行了敏感性分析、参数优化和流程优化，提出了一种节能降耗脱碳新工艺，并对新工艺进行了能效分析。流程模拟选用哌嗪活化的甲基二乙醇胺（PZ+MDEA+H2O）作为吸收剂，在模拟半贫液脱碳流程的基础上，对吸收剂配比、再生塔进塔温度和吸收剂循环量等关键工艺参数进行了敏感性分析。进一步，以系统总等量功最小为目标，依次对半贫液脱碳工艺进行参数和流程优化，得到了脱碳新工艺，并对比分析了新工艺与相同条件下经典醇胺法脱碳工艺的能耗变化规律。研究结果表明：运用新工艺脱碳后，净化气中CO2的摩尔分数为2.98%，满足《天然气》（GB 17820—2018）中一类天然气质量要求；新工艺消耗的系统等量功为15.03 MW，相比于同等条件下的半贫液脱碳工艺和经典醇胺法脱碳工艺分别降低了1.3%和5.5%。