钢铁企业物质流与能量流及其相互关系

把大型钢铁企业的生产系统分解为相互关联的物质流动和能量流动过程两部分.针对其中的物质流动过程,构造从天然铁矿石(或废钢)到钢铁产品生产过程的物质流图,并建立含铁物料流动过程的铁流模型;针对能量流动过程,构造从一次能源到二次能源产品的生产、转换和使用直至废气排放的能量流图,并建立钢铁企业能量流模型;考虑物质流和能量流的相互关联和制约,建立两者的耦合模型.基于模型,讨论了钢铁生产过程中物质流变化、能量流变化及其相互作用对企业能耗及资源效率、能源效率的影响,指出了提高资源效率、能源效率的努力方向.     

钢铁智能制造背景下物质流和能量流协同方法

钢铁企业面临库存增加、产能过剩、盈利艰难等问题,迫切需要通过绿色化和智能化的发展来应对当前的严峻形势.基于钢铁企业制造流程特点,通过分析企业以铁素流为核心的物质流和相应能量流网络特征,针对企业现有信息化系统在物质流和能量流协同方面存在的问题,提出钢铁制造过程的物质流和能量流的协同方法,明确物质流和能量流的耦合应从钢铁制造的单元工位设备与整体流程网络两个层面进行规划、设计和实施,并且指出可从完善信息监控、进行计划协同和调度协同三个方面来实现协同优化.构想基于现有信息系统架构,通过增加相应企业资源计划系统、制造执行系统、能源管理系统等信息系统的功能,以及建立物质流和能量流协同优化信息子系统的方式,以钢铁制造过程的物质流和能量流相关信息的数字化及模型化为支撑,实现制造流程的物质流和能量流协同优化,达成生产优化、资源优化和能源优化的效果.     

羟胺制备-肟化工艺的动态模拟

对羟胺制备和肟化反应器的类型和物料的流动方式进行了分析。根据物料衡算及能量衡算的关系式,结合磷酸羟胺(HPO)法制备环己酮肟的反应动力学模型,建立了羟胺制备反应器的全混流和羟胺肟化反应器的活塞流动态数学模型,得到了环己酮转化率。模拟结果与实际生产过程相符,表明建立的模型可以准确的模拟工艺过程。     

冶金企业物能资源流模型

物料和能源是冶金企业的重要战略资源.从冶金企业制造系统的资源构成、冶金企业的主要运行环节、冶金企业的物料流、冶金企业的能量流等方面分析了冶金企业资源消耗状态的影响,重点分析了轧制区的能量流.在此基础上建立了一种冶金企业的物能资源流模型.     

平板热反应器的多场耦合建模及仿真研究

化学反应器中的化学反应过程是能量,物料平衡及物料动量,热量和物料传输等联系紧密的多物理场耦合过程.该过程涉及的物理化学问题非线性度较高,求解难度也会增加.本文对平板化学热反应器在建立其化学反应、动量传输、能量传输和物料传输的多物理场耦合数值模型的基础上进行了研究,通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件的化学工程模块按照由简入繁的建模思路,逐步对所涉及的物理场进行耦合,完成对物料热反应关键控制参数温度、浓度和流速等在反应过程中变化情况的掌握,有助于产品质量控制和安全生产.     

溜槽角度对混装布料过程的影响

分析了定点布料方式下溜槽角度对混装布料规律的影响.首先对混装布料方式进行了物理实验模拟,获得了不同溜槽角度下的料流轨迹、料堆结构等重要信息,分析了不同粒度的混装物料在下落过程中存在的偏析现象.其次利用离散单元法(DEM)数学模型对布料过程进行了模拟研究,并对模拟结果进行了详细分析.结果表明:模型结果与物理实验结果吻合较好.其中模型获得的料堆结构和径向空隙度分布的信息的结果可为现场调节煤气流分布提供一定的参考依据.     

集成物流、能流和流分析的造纸过程通用建模

针对目前造纸过程用能分析和仿真中未能有效集成物流、能流和流分析的缺点,采用物流、能流和流衡算方法,给出了造纸过程的通用建模方法和基本模型,建立了造纸过程物流、能流和流各自的基本抽象单元模型,给出了多物料通用能量和量计算的数学模型以及单元分析参数集,建立了水和水蒸气、干空气等的相关物性数据库,构建了集成物流、能流和分析的造纸过程通用的基本功能模块——混合模块和分离模块,为实现造纸企业全厂能量系统基于能流和物流的集成建模提供了技术和实现基础.     

木材采运系统物质流与能量流模式的分析

在木材采运系统中,物质流可分为木质流、生物质流、养分流、土壤流和水分流,能量流推动物质流的流动和转换。用输入、排放、输出3股物质流组成的木质流图,反映出木材采运系统各工序内部和工序之间的物质流动,可分析系统的立木资源效率和环境负荷。采用输入、输出、加入、损失、回收他用5股能量流组成的能量流图,反映出系统各工序内部和工序之间的能量流动,可用于分析单位能耗和能量效率。对原木采集生产过程进行分析,得出采集系统中各物质流之间的相互关系以及物质流与能量流的耦合关系。     

工程机械再制造过程信息追溯模型研究

针对工程机械再制造过程信息追溯管理中存在的追溯过程复杂、物料关系信息与其对应加工过程信息不能建立有效的联系等问题,提出了基于活动的物料清单追溯方法,建立了工程机械再制过程活动网络追溯模型.该模型将整个再制造过程的追溯实体划分为产品(物料)、作业和活动,并采用巴克斯—诺尔范式对其进行规范化描述.构建了工程机械再制造过程信息模型,利用符号化追溯活动链和活动网络构建了追溯模型.基于活动的物料清单将物料关系与其对应的加工过程进行有效地融合,在此基础上的活动链和活动网络追溯模型简化了追溯流程.     

两化融合：产研一体化企业物料信息控制模式探索

物料信息控制体系建设是企业两化深度融合的关键环节．对于科研生产一体化企业而言,其物料信息控制在系统、业务集成过程中有着怎样的管理特点和实际需求？基于PDM、CAPP、ERP的物料信息控制管理和组织模式应如何随应用深入不断完善？本文观点或将带给读者一些启发。     

大系统中物质流、能量流与信息流的基本特征

把大系统中物质、能量和信息的流动综合起来考虑,引入势和阻的概念来分析大系统中物质流、能量流和信息流在流动过程中的基本特征,并从协同学和熵的角度给出了物质流、能量流和信息流子系统的协同结构,使各个子系统相互协调、配合、制约、促进,从而形成3个子系统在时间尺度和空间尺度上的有序结构,最终使得由其组成的大系统达到全局最优,对大系统的综合优化、节能减排、降低物流成本、提高用能效率有指导意义.     

复杂物流系统工程

物流学是研究物料流、人员流、信息流和能量流的计划、调节和控制的科学。物流系统工程是物流学和系统工程两门学科的交叉边缘学科，侧重于系统工程原理和方法在物流领域的应用。结合作者研究，对物流系统工程作一简要介绍，希望对相关研究起到一定促进作用。     

不确定加工时间下装配过程物料配送方法研究

文章针对加工时间不确定导致装配过程物料配送活动无法及时准确进行的问题,在实现装配过程信息实时采集与处理的前提下,提出一种基于实时信息驱动的物料配送模式;在此基础上,提出了物料配送系统,构建了系统的功能体系结构,并对系统实现的关键技术、物料配送动态决策系统进行了研究。将该物料配送方法应用于某发动机装配线物料配送系统,验证了方法的可行性和有效性。     

基于镍铁冶炼工艺流程中物质流和能量流的模型与软件

通过对镍铁冶炼生产工艺中物质流和能量流平衡过程研究,获得了镍铁冶炼工艺中各个环节热量的利用率和损耗情况,以及红土矿、还原剂和熔剂在各部分中反应率,并分析了红土矿和镍铁合金中Ni含量对炉渣中镍铁成分的影响.构建针对镍铁冶炼工艺系统的总体物质流和能量流计算模型,在保证系统总体计算模型的前提下,又具有协同各子工艺系统的物质流和能量流计算模型的功能.依据各子工艺系统中物质流和能量流的关联性,计算烟气和炉气的利用率及热量损失,并利用VB软件对冶炼工艺流程计算软件进行开发.     

海绵钛还原过程的物质流和能量流分析

在分析海绵钛还原过程中物理化学变化的基础上,采用物质流分析法对还原过程的钛素流和镁素流进行了分析,并且从热力学第一定律的角度分析了还原过程的能量流。     

发动机废气涡轮增压系统的能量流研究

基于发动机一维性能仿真计算和试验相结合的方法,对某型轿车用柴油机的废气涡轮增压系统能量流分布规律进行了研究.通过研究发动机排气能量在涡轮机-压气机-中冷器中的传递过程,得出了涡轮机回收排气能量的潜力和增压系统的能量流特性.结果表明:增压系统能量流分布和排气能量回收效率主要取决于发动机和增压器的运行工况;外特性下,在增压...     

环己酮肟重排工艺的动态模拟

对己内酰胺生产中环己酮肟重排工艺进行了动态模拟,建立了重排反应器和中和反应器的数学模型。通过对反应装置物料流动方式的分析,结合反应动力学、物料衡算和能量衡算,建立了重排反应器和中和反应器的全混流动态数学模型,并选用序贯模块法计算。对动态模拟的模拟值与实测值的比较结果证明了所建立的数学模型能够很好地模拟工艺过程。     

管道充水工况下气液两相流瞬态数值模拟研究

结合k - ε湍流模型,对三维管道充水过程的气液两相流进行了瞬态数值模拟.建立了管道充水过程液相体积分数与时间的数学模型,并对两相流在管道中的流动特性、能量损耗进行分析.模拟结果表明:充水过程中存在分层、段塞、气团、气泡流;气体在管道中以气团、气泡流流型向下游管网流动;气液两相流造成的能量损耗大于单相流,两相流能量消耗增大的原因是存在气液相间相互作用以及流体与管壁摩擦系数的增大;倾斜下降管道剖面水平方向轴向流速对称分布;垂直方向靠近管道顶部与底部分别出现气、液相轴向流速峰值,气液交界处轴向流速最低.     

化工过程物料与能量衡算的自由度分析

全面给出了化工过程物料与能量衡算的自由度分析的一般方法,对各种化工过程衡算问题有普遍化的实用意义。     

基于车载自组织网络的数据和能量协同路由算法

针对车载自组织网络中路边单元具有较高碳足迹和部署成本的问题, 提出一种车载自组织网络中数据与能量协同的路由算法, 通过路边单元间的能量合作及路边单元与下行车辆能量传输的方法, 实现网络生命周期最大化. 其中路边单元节点可从自然界和车辆中收集能量, 并通过能量协作将路边单元节点获得的部分能量传输给邻居路边单元节点. 通过分析数据速率、 传输功率和能量传输, 解决了能量和数据路由中最大网络生命周期的问题, 确定了能量和数据路由联合优化策略的必要条件, 并基于分布式Lagrange-Newton迭 代算法更新数据流、 能量流和功率控制, 使算法能更快地收敛到最优操作点. 实验结果表明, 在车载自组织网络中的能量合作框架可有效改善网络生命周期.