气流干燥器数学模型及分段设计计算方法

气流干燥器是化工生产中广泛应用的干燥装置.由于过程的复杂性，采用传统的设计计算方法即整体平均方法，计算结果误差很大.介绍一种利用气－固两相流动的有关理论与有关传热研究的实验结果，建立过程的数学模型组，对气流干燥管分段、分区间逐次计算的方法.其计算结果与实际吻合较好，计算须采用计算机进行.     

高效菌糠干燥器的研究

采用高效喷动床干燥器来提高菌糠的干燥效果,并讨论了喷动床干燥器中床层高度的最小喷动速度,床层最大压降的影响,物料的干燥时间和入气温度对干燥的影响,确定了干燥装置的适宜操作条件。     

离心流化床干燥器中传热传质的实验研究

在不同操作条件下对离心流化床干燥器中湿物料的干燥过程进行了间歇实验研究，测定了气流入口、出口和床层温度以及物料湿含量时间的变化，分析了表观气速、颗粒直径、床层厚度、床体转速和物料初始湿含量对干燥过程的影响，获得了离心流化床干燥过程中传热和传质准则方程。     

盘式干燥器的理论分析及实验研究

盘式连续干燥器属于连续式搅拌物料传导干燥,本文应用Ｅ．Ｕ．Ｓｃｈｌｕｎｄｅｒ和Ｎ．Ｍｏｌｅｋｏｐｅ针对间歇式搅拌物料传导干燥提出的“扩散理论”对盘式连续干燥器中物料的干燥特性进行了分析。并在此基础上计算了物料的干燥速率和料层温度。聚氯乙烯树脂的干燥实验表明,计算值与实验值符合的较好,聚氯乙烯树脂的搅拌数在７至２１之间。     

高温气流干燥氧化铝对流传热传质分析

基于两相流理论,提出了一个描述含湿氧化铝颗粒气流干燥过程的一维数学模型.模型考虑了干燥管内气固两相间的传热和传质、气固两相温度和含湿量的变化.利用Bird等所提出的努赛尔数经验公式对该气流干燥模型进行了数值计算,得到了含湿氧化铝颗粒在不同气流干燥条件下的干燥曲线.整个干燥过程的数值模拟结果与实验数据吻合得很好,可以用来预测含湿氧化铝颗粒的干燥湿度.另外,对固气比、气流温度以及气流速度对颗粒湿度沿干燥管高度变化的影响也作了计算和分析,结果表明固气比和气流温度对颗粒湿度的变化影响较大.低固气比、高气流入口温度,干燥过程颗粒湿度变化大,有利于颗粒干燥.而气流速度对颗粒湿度变化的影响则可忽略不计.     

液固分离综合单元操作的研究

用惰性粒子流化床干燥器对碳酸钙悬浊液进行综合单元操作.介绍了惰性粒子流化床干燥过程的操作机理和应用现状.考察了干燥效率的影响因素并为工业设计和生产操作提供了相关参考.本文将利于惰性粒子流化床干燥器与多级旋风分离器对于碳酸钙悬浊液进行液固分离的综合单元操作,同时对干燥速率,体积传热系数和热效率进行研究.     

预热竖窑气固传热与水分蒸发数值模拟

通过对一种新型预热竖窑的预热脱水研究，建立了气固两相传热和水分蒸发收缩核模型.在气体速度分别为10,15和20 m/s与993 K的温度条件下，针对预热竖窑的气体温度分布，以铬铁球团为主的固体混合物料温度分布和水分蒸发情况进行模拟分析.结果表明，该预热竖窑在20 m/s与993 K的条件下，固体物料温度达到850 K以上并实现球团干燥，可以满足物料预热的温度和含水量要求.通过合理的预热工序，防止了冶炼过程中因含水率过高导致球团出现爆裂影响生产安全的问题，也满足了企业对冶炼过程中产生的高温尾气的余热利用的目标.     

氧热法电石生产复合床反应器预热区的设计计算

针对氧热法电石生产工艺中复合床反应器预热区高温CO和原料层进行热交换的体系,建立了计及原料颗粒内热阻的移动床气固两相换热模型。重点考察了反应器预热区气固两相温度的分布,计算了不同原料粒径和不同预热区直径条件下,达到反应器换热要求所需要的换热高度,并得到了气固两相温度分布的解析解。结果表明:(1)颗粒粒径较大时(ε的值小于3.3),颗粒内热阻成为气固两相换热过程的控制步骤,综合考虑床层透气性和床层压降等制约条件,在可选范围之内应优先选用直径为1 cm的原料;(2)移动床气固换热过程主要受控于ε、β和γ这3个无因次参量,并且主要受控于ε;(3)气固两相温度分布的解析解,能为此类颗粒移动床换热过程提供初步设计依据。     

旋流闪急干燥器流体力学分析

旋流闪急干燥器是作者开发的一种粘性、非粘性膏状物料造粒干燥设备。理论分析与试验研究表明，旋风筒的切向速度分布不出现势流区，主要呈现平面圆旋流分布趋势，对干燥粘性膏状物料特别有效。是一种结构紧凑、节省能耗、经济实用的装置。     

氧热法电石生产复合床反应器预热区的设计计算

针对氧热法电石生产工艺中复合床反应器预热区高温CO和原料层进行热交换的体系,建立了计及原料颗粒内热阻的移动床气固两相换热模型。重点考察了反应器预热区气固两相温度的分布,计算了不同原料粒径和不同预热区直径条件下,达到反应器换热要求所需要的换热高度,并得到了气固两相温度分布的解析解。结果表明：（1）颗粒粒径较大时（ε的值小于33）,颗粒内热阻成为气固两相换热过程的控制步骤,综合考虑床层透气性和床层压降等制约条件,在可选范围之内应优先选用直径为1cm的原料;（2）移动床气固换热过程主要受控于ε、β和γ这3个无因次参量,并且主要受控于ε;（3）气固两相温度分布的解析解,能为此类颗粒移动床换热过程提供初步设计依据。     

气力输灰系统堵管分析及其防范措施

干除灰系统是火力发电厂的主要辅助系统,干除灰系统故障给主机组的安全经济运行带来极大威胁。因此,对干除灰系统科学合理的使用以及正确的检修、监测及维护显得至关重要。本文以宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司浓相气力输灰系统为例,针对出输灰系统的耗气量降低的问题提出了气力输灰系统的改进和优化方法,分析了在运行过程中发生堵管的原因并提出预防措施及处理方法。     

新风直接供冷空调系统的设计与运行优化

作者提出的新风直接供冷空调系统的最佳形式,对3种可能方案进行分析并做深入的讨论．确定系统的最佳形式就是系统的设计与运行优化组合的问题．而从节能的角度进行系统的优化,则是通过解决函数寻优问题,使运行能耗为最小．以设计优化与运行优化相结合的思想,建立了空调系统的风机能耗优化模型．该模型以供冷期能耗最小为目标函数,以系统的运行风量作为供冷期所需风量,以各子系统风量不大于其最大风量为约束条件,采用遗传算法进行系统的优化,得到了系统的最优设计与运行方案。     

大型天然气管道稳态运行优化研究

针对天然气长输管道压缩机站运行能耗高的问题，基于动态规划法，建立以大型天然气管道压缩机站总能耗最低为目标函数的管道运行优化模型，确定压缩机开机数量和出站压力为优化变量。根据此优化模型，求解西气东输一线管道算例，该算例管道规模庞大（含22座压缩机站和32台压缩机，管线全长3 840 km，设计年输量为170×10⁸ t），优化模型可在60 s内求解得出结果，动态规划法求解快速有效。根据优化结果，优化运行方案比运行日报表中增加了2台压缩机的开机数量，管道总压降减少了3.40 MPa，燃气轮机组平均效率提高了4.234%，电驱机组平均效率提高了4.875%，压缩机总功率减少187 20.38 kW，生产单耗减少16.24 kgce/（10⁷ Nm³·km），可大幅降低西气东输一线管道的总能耗，证明了所建优化模型的正确性和可行性。     

Simulation and Experimental Study of Dynamic Characteristics of a Pneumatic Actuator in Air Splicer

Splicing process parameters determined by dynamic characteristic of pneumatic actuator in air splicer have a significant influence on the performance of spliced yarn. Both gas thermodynamic and pneumatic actuator dynamic models, which were solved by the Runge-Kutta algorithm, were established to analyze the relationship among structural parameters of a pneumatic actuator and splicing process parameters such as splicing duration and gas consumption. Additionally,a visualization test bench to observe the dynamics of the pneumatic actuator and a mass flow measurement system to track splicing duration and gas consumption were designed. Comparisons between experimental data and simulation results show that the mathematical model accurately accounts for the dynamic characteristics of the pneumatic actuator,and consequently predicts splicing process parameters, which provides a theoretical foundation for the design optimization of air splicer.     

考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法

为进一步挖掘能源互联网多能源互补的潜力,提高能源系统的运行收益,降低运行成本,提出了一种考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法。考虑多能源系统的约束条件,依据最小化住宅能量枢纽运行总成本构建住宅能量枢纽模型,以最大化工业能量枢纽运行总收益为目标构建工业能量的枢纽模型。根据上述两层模型的约束条件得到荷源协调优化运行中存在的问题,采用多目标加权寻优算法,设计多目标混合整数线性规划模型,实现荷源协调优化。仿真实验结果表明:所设计的考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法可促进可再生能源的消纳,降低多能源枢纽的运行成本,有效减少开销,提高能源系统的运行收益,为多能源枢纽的经济运行及荷源协调优化提供了新的技术途径。     

基于改进遗传算法的工业机器人能耗最优轨迹规划

为了降低工业机器人在工作过程中的能耗,提出了一种能耗最优的轨迹规划方法。将机器人的轨迹视为由空间中一系列的型值点构成,每相邻的型值点间由一段五次B样条曲线连接,得出机器人的轨迹函数。以动能作为目标能耗函数,同时考虑各个关节的运动学和动力学约束。对遗传算法进行改进,用于优化目标能耗函数,此改进遗传算法提高了算法的运算效率、局部搜索能力和实时性。对优化结果进行仿真,得出各个关节的运动学参数变化曲线,分析各个关节的曲线图知其均满足运动学和动力学约束条件,验证了此优化轨迹的合理性。     

基于工况分析的城市轨道列车自动行车系统多目标优化策略

传统的自动行车系统(ATO)具有良好的自动行车能力;但系统为达到行驶目的,通常会进行频繁地工况转换,从而导致浪费能源并使乘客舒适度下降。将对能耗和舒适度这两个参数进行目标优化;并在前人的研究基础上,提出以工况为基础的分段分析建模优化参数的ATO多目标优化策略。利用改进的遗传算法进行模型求解。最后整合各段优化得出的运行曲线,得到完整的运行曲线图。通过实例仿真,该方法具有很好的优化效果及可操作性。     

基于再生制动能利用的发车间隔优化模型

本文基于单车节能操纵,以降低全线总能耗为目标,建立了发车间隔节能优化模型。该模型在现有区间运行时分的基础上,考虑单列车节能及其在不同站间的运行速度曲线,得到列车区间牵引能耗,通过重叠时间确定有效利用的再生制动能,并且将多车总能耗最低转化为求解全线能耗最低问题。以全线能耗最低为目标,采用遗传算法,寻求最优发车间隔。仿真案例验证了优化发车间隔的节能效果。     

基于光伏获能的WSNs节点能量管理策略

针对WSNs中基于预测算法的能量分配与管理机制的不足,研究太阳能可充电无线传感器网络中能耗管理,提出基于历史获能的能量中性管理机制。设计了一种自适应跟踪太阳光的节点获能模型,进而构建了一种基于历史获能的能量中性管理机制,根据当前操作周期中由太阳能转化而来的可用能量,调节下一操作周期中节点工作的占空比,以解决节点太阳能获取与节点能耗的优化问题。理论分析与实验结果表明,提出的基于历史获能的能量中性管理机制,实现了太阳能电池板大小与节点能耗的最佳匹配,为太阳能可充电无线传感器网络中的能量获取及能耗管理提供了值得借鉴的解决方案。     

大型流道系统水力学特性及体型优化研究

基于对流道紧凑布置、安全运行的需求,对某电厂超超临界机组流道系统的水力学特性及体型优化进行了研究.分析了流道的阻力及能耗特性,采用数值模拟与模型试验相结合的方法开展研究.水力计算表明滤网、拦污栅等过流部件的局部损失占流道总能耗的95%以上,正确选择十分重要.利用二维水流数学模型提出了包括曲线引水导墙、流线型支墩的紧凑短流道布置优化方案.通过物理模型验证表明,正常运行时进口流态平顺,各流道进流均匀.在边墙开设曲线孔道,利用压差为内侧流道补流;在引水过渡段设曲线导流潜堰抑制环流,均可提高内侧流道过流能力,改善进流均匀性,保证流道在非正常低水位运行的安全性.