一、螺杆机组动态仿真(一):开机过程(论文文献综述)
张明洋[1](2021)在《100kW级风热机组运行特性仿真与实验研究》文中研究表明供暖需求的大幅增加使北方城镇冬季的雾霾天气愈发频繁。从清洁供暖角度出发,结合风能以及热泵的热量倍增效应,诞生了风热机组这种全新的供暖方式,在风力机传动机构高速轴侧直连一台压缩机,风力机直接驱动压缩机运行,同时带动整个热泵系统进行供暖,具有巨大的经济环境效益。相比于其他形式的风能供暖,风热机组相关的研究较少,在仿真方面缺少对动态模型的研究,在实验方面缺少对风热机组的性能测试研究。为深入了解风热机组的运行特性,本论文在参照风热机组相关研究的基础上,借助于百千瓦风热机组实验平台测试风热机组的功率特性,并在此基础上完善风热机组的动态仿真模型,根据风热机组的实验功率特性曲线评估风热机组的经济性与环保性。阐述风热机组的运行原理,分析风热机组所在地的风资源及热负荷情况,根据当地的风资源及热负荷情况对风热机组部件进行选型设计。采用100kW风力机驱动开启式螺杆压缩机,热泵系统以氨为制冷剂。为提高系统的制热效率,以土壤为低温热源,通过42组U型地埋管汲取热量。在风热机组的运行特性仿真研究中,对风热机组进行动态仿真建模。借助于风电机组仿真软件FAST以及热泵机组仿真软件Thermosys,建立100kW风电机组模型与热泵模型。总结风电机组以及热泵机组的控制规律,初步确定风热机组的控制策略,并在此控制策略得到风热机组的仿真运行特性。风热机组制热量及功率随风速增加而增加,在9m/s下达到额定状态。在风速、温度、转速等因素的综合影响下,风热机组一次能源利用率随风速逐渐减小。通过搭建蓄热装置模型,分析应用蓄热装置后对风能间歇性的改善,100kW风热机组应用蓄热装置可以减少大量其他形式热量的供应。在风热机组的实际运行特性研究中,借助于百千瓦风热机组实验平台,根据已设定的控制规律,应用组态王采集一段时间的数据进行分析讨论。首先应用时序分析法得到风热机组风速、制热量在时间上的峰值差异,由于热惰性以及流体传递的影响,风速变化比制热量变化平均快160s。通过时序分析发现由于压缩机调载较慢偶尔会导致停机现象。此外应用区间分析法,在绘制风速散点图的基础上,分析风热机组的功率特性以及性能参数变化规律。在平均温差20℃下,100kW风热机组的额定制热量可达150kW,风热机组的运行根据转速的变化可分为四个阶段,分别为启动阶段、调载阶段、调载变桨阶段以及变桨阶段。通过热泵能效系数(COP)、风能利用系数(Cp)以及一次能源利用率(η)评价风热机组的性能,随风速增加COP先减小后不变,Cp先增大后减小,η逐渐减小。最后比较仿真运行特性与实际运行特性,二者表现了一致的变化趋势以及较小的数值差异。根据百千瓦风热机组的性能表现,计算风热机组在不同年平均风速下的年制热量,构建风热机组的经济模型,从而对系统机型经济性评估,在该地区风速分布下,预测风热机组的年制热量为475MWh,对其环保性做进一步评估,该风热机组可减少污染治理费用4.75万元。
姜智尧[2](2020)在《基于嵌入式智能终端的冷水机组故障诊断系统设计与实现》文中进行了进一步梳理对于当今冷水机组系统,结合智能建筑的信息化管理与数据利用成为研究的热点,但在实际空调系统中,因旧型系统改造困难与厂家机组安装条件的差异,机组数据无法有效的集中管理与应用,导致无法进行有效的建筑能源管理和故障诊断,此外在机器学习应用于故障诊断以及运行优化和节能研究中,因故障实验成本较高,可利用的实验数据无法满足需求,限制机器学习应用于实际商用运行机组的故障诊断发展。本文研究方向分为两部分,一是设计建立基于Zigbee物联网的远程智能终端,将实际运行机组数据经由嵌入式设备进行与主设备的通信,额外布点的传感器数据采集、数据初步处理和分析,并经由物联网和互联网架构,实现远程多机组综合管理,具有便携、高扩展性和高兼容性,能适配不同机组和BA系统,二是将设备安装在太仓某公司的冷水机组进行实测,并对该型冷水机组进行故障实验,其中建立稳态数据判别模型、参数筛选和数据清洗,综合相关性分析和基于信息增益的随机森林特征选择方法进行数据预处理,尝试在有限的实验数据中,建立基于DBSCAN密度聚类算法和Pseudo-Labelling伪标签的伪标签半监督学习应用,解决故障工况数据采集不易的问题,结合智能终端,实现一套能广泛应用于实际运行机组的故障诊断系统。
岳愿[3](2020)在《医院类公共建筑空调系统节能改造工程实践及运行分析》文中进行了进一步梳理随着经济的发展,化石能源的消耗不断增加,能源消耗带来的污染问题也日趋严重。采暖空调系统能耗在社会总能耗中占有较大比重,在民用建筑中,大型公共建筑的空调能耗尤为突出。此类空调系统运行时存在主机出力与需求不匹配、输送能耗大、管网水力失调、自动化程度低、运行管理不合理等一系列问题,大大增加了能源的消耗。在实际工程背景下对大型公建空调系统进行节能研究非常必要。本课题选择大型公建中有代表性的医院建筑为对象,采用理论分析、实际调研以及工程实践的方法,对新乡某医院现有中央空调系统进行节能改造。首先,对该医院9#机房空调系统现状进行了调查,分析了该机房的热泵主机和循环水泵耗电量情况。发现该机房热泵主机60%的时间都处于50%及以下的负荷率下运行,主机能效低,能耗大,运行管理不合理;用户侧水泵、地源侧水泵设计流量偏大,系统长期大流量小温差运行。根据系统现状,提出了系统改造方案。通过安装必要的测量和控制设备,增加智能化控制系统,采用热泵主机群组控制、水温重置、泵组优化控制、用户侧压差变频控制、地源侧水温优化控制等一系列优化控制技术,完成了对原有系统的节能改造。通过对比分析历史运行数据,在给定工况下节能改造后热泵主机运行能耗降低了14.6%,用户侧水泵运行能耗降低了33.1%,地源侧水泵运行能耗降低了37.2%。系统综合运行能耗降低25.3%。本次改造实现了该院中央空调系统的节能运行,可为其他公共建筑类中央空调系统节能改造提供实际的节能改造经验。
巨福军[4](2019)在《热泵热水器用R744混合工质优选及其系统稳态与瞬态特性研究》文中研究表明热泵技术的应用是实现节能减排目标的有效措施之一。鉴于传统的热泵工质HCFCs和HFCs已被禁用或逐步淘汰,寻找合适的零ODP和低GWP的替代工质成为热泵热水器技术的研究热点。本文将零ODP和低GWP的R744混合工质作为研究对象,主要围绕混合工质的优选和混合工质热泵热水器系统的稳态与瞬态特性开展了理论与实验研究。基于环境性能、安全性能、热力学性能、传输性能和溶油性能等工质特性的综合分析,对备选的混合工质R744/HCs和R744/HFOs进行了初步优选,获得了适用于热泵热水器系统的四组R744混合工质及其对应的浓度区间分别为R744/R290(0/10035/65)、R744/R1270(0/10030/70)、R744/R1234yf(0/10040/60)和R744/R1234ze(E)(0/10045/55)。利用构建的热泵热水器系统性能预测模型预测了初步优选出的四组R744混合工质用于热泵热水器系统的循环性能,以进一步实现对其理论优选。通过综合比较制热COPth、制热量和冷凝压力等系统循环性能,发现R744/R290在优势浓度区间5/9520/80内是最具潜力的热泵热水器用替代工质,尤其是R744/R290(14/86),其对应的制热COPth和制热量均较R22系统明显占优。基于设备的选型和换热器的设计,设计和搭建了R744/R290直热式热泵热水器实验装置。依托该实验装置实验研究了充注浓度和热汇温升对R744/R290热泵热水器系统的稳态循环性能和换热器中换热流体的温度分布的影响。结果表明,在标准和高温工况下,R744/R290的最优充注浓度均为12/88,其制热COPex和制热量均明显优于R22系统,因此,R744/R290(12/88)(本文简称为Mopt)是热泵热水器系统中最合适的替代工质;热汇温升对Mopt热泵热水器系统的制热COPex有显着影响,但对其制热量的影响并不显着;在研究的热汇温升范围内,相较于R22系统,Mopt热泵热水器系统的制热COPex和制热量均显着提升,而其排气温度则显着降低。结果还表明,Mopt替代R22使用时显着提升了热泵热水器的系统能效,其主要归功于冷凝器中换热流体间的温度匹配水平的明显改善导致的冷凝器?损失的显着降低,同时充注浓度和热汇温升均会显着影响冷凝器中换热流体间的温度匹配水平;冷凝器中传热窄点的位置迁移不受充注浓度和热汇温升的影响。对标准工况下Mopt热泵热水器系统的常规启停特性开展了实验探索。结果发现,启动方式对常规启动过程中启动性能参数的启动时间均有显着的影响。常规冷启动和热启动过程中的系统启动时间均较长,尤其是前者。在两种常规启动过程中,启动方式对排气温度、阀前温度和吸气温度的变化趋势均有显着影响,但对其他启动性能参数的变化趋势的影响均不显着。常规冷启动过程中的最低吸气压力较常规热启动过程明显降低。在常规停机过程中,所研究的两个高压侧和两个低压侧的压力呈现出两两相似的变化趋势,而所研究的不同位置的温度则均呈现出显着不同的变化趋势。为了解决常规冷启动过程中存在的系统启动时间较长的问题,提出了基于热汇流量阶跃的快速启动方案,并实验研究了热汇流量阶跃对标准工况下Mopt热泵热水器系统的快速启动特性的影响规律,验证了所提出的快速启动方案的可行性。实验结果表明,存在最优热汇流量阶跃比使Mopt热泵热水器系统在快速启动过程中获得最短的系统启动时间,且其较常规冷启动过程显着缩短,因此,采用热汇流量阶跃的方法实现系统的快速启动是可行的;相较于常规冷启动过程,热汇流量阶跃比会显着影响快速启动过程中启动性能参数的启动时间。与常规冷启动过程相比,热汇流量阶跃对排气温度和阀前温度的变化趋势的影响均不显着,但对其他快速启动性能参数的变化趋势均有显着影响。快速启动与常规冷启动过程中的最低吸气压力间的差异较小。
张朋[5](2019)在《大型氦低温系统关键技术及工作特性研究》文中研究说明大型氦低温系统是指以氦气为工质,制冷温度达到并维持在20K以下的制冷系统。大型氦低温系统能够为航空航天、大科学工程以及交通医疗等领域提供所需要的极端低温环境和技术支持,对于推动我国前沿科学和高科技产业的发展发挥着重要的作用。随着我国低温技术的广泛应用,对于氦低温制冷系统的制冷能力要求越来越高,使得对于大型氦低温系统的关键技术和工作特性的研究成为工作的重点。基于以上研究背景,本文围绕着研究20K温区的大型氦低温系统的工作特性,以低温系统中的关键设备的工作特性为研究对象,分别从仿真模拟和实验研究两个方面分析了超临界氦气在低温下的对流换热特性。目的是为氦低温系统在低温下安全高效的运行提供设计保障与理论依据。主要研究内容如下:(1)本文以逆布雷顿循环为基础,对2kW@20K的氦低温系统进行了流程设计与动态模拟。通过对低温系统中的螺杆压缩机、透平膨胀机、低温换热器和低温调节阀等关键设备的热力学特性的研究,给出了其在系统降温过程中的动态仿真模型,对氦低温系统降温过程进行了动态仿真模拟,并通过实验验证仿真模型的准确性。(2)针对氦低温系统对制冷工质纯度的要求,深入研究了流速、温度、滤芯参数以及活性炭吸附特性等因素对系统纯化性能的影响,研制了一套具有极高纯化性能的氦纯化系统,该纯化系统可以在2小时内将低温系统中的氦气纯化到开机要求。(3)针对氦低温系统制冷量和制冷温度,研制了一台20K温区的电加热负载,模拟计算了不同的翅片材料、翅片数量、孔隙率以及加热棒数量对负载在低温下的换热特性的影响。提出了以管内强迫对流换热和有限空间横掠圆柱换热耦合求解的方法,来解决翅片中复杂流场中的对流换热问题。通过动态仿真模拟,提出了适合本低温系统的热负载加载速率为0.2W/s。
刁安娜[6](2018)在《基于无油螺杆膨胀机的船舶柴油机烟气余热ORC系统特性研究》文中研究表明对于船用柴油机,其被烟气带走的热量占燃料燃烧产生的总热量的比重约三分之一,本文针对船舶柴油机200℃以下的低温烟气采用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)系统进行余热回收,并首次采用无油螺杆膨胀机做动力主机,从热力循环系统,主机热力特性、主机动力特性、密封技术和机组性能等方面,对基于无油螺杆膨胀机的船舶余热ORC系统特性进行理论与试验研究。本文首先对采用不同配置的ORC系统进行了?分析,结果表明:柴油机烟气余热ORC系统所有部件之中,蒸发器的?损失最大,通过增加预热器或回热器,热效率会提升,但同时系统的?损失和成本也增加。对影响ORC系统性能的关键因素进行理论分析和试验研究,形成ORC系统优化设计方法:蒸发器过热度和冷凝器的过冷度取12℃;无油螺杆的膨胀比和膨胀机内效率应尽可能地提高。其次,本文重点对ORC系统中的无油螺杆膨胀机的热力性能进行分析研究和试验验证,结果表明:在无油螺杆膨胀机工作过程中,等熵效率主要受泄漏和流动损失的影响,其中泄漏损失的占主要因素,本文细化了各泄漏通道的计算模型,分别比较了容积效率随啮合间隙、齿顶间隙和端面间隙的变化趋势,其中齿顶间隙对容积效率的影响最大;文章通过分析转子和壳体热力变形对间隙的影响,总结出螺杆膨胀机间隙设计方法,啮合间隙受转子热变形影响最大,壳体热变形会增加转子中心距,增大啮合间隙;齿顶间隙受转子力变形和壳体不规则变形的影响,需要通过修正壳体内缸径来消除不利影响。在对无油螺杆膨胀机的热力性能分析的同时,针对动力性能进行理论与试验研究,提出无油螺杆膨胀机轴系临界转速的计算方法,通过变转速测振试验,捕获到扭转频率下振动高值,该结果与理论计算基本一致。最后,搭建ORC系统测试平台,采用新型的蒸发式冷凝器,发电功率和系统效率随冷源负荷的增加而增加,环境的相对湿度和温度对系统的效率影响明显。试验数据表明实际热效率只有5.3%,低于理论设计效率5.7%。分析比较对系统效率影响较大的因素包括三方面:(1)由于实际运行中,膨胀机间隙大于理论设定值;(2)机组混入部分不凝气;(3)辅机系统没有采用变频设计,自耗电较高。通过泄漏检测发现,有机工质R245fa与丁腈橡胶不兼容,聚氨酯材料具有较好的耐腐蚀效果。同时,也验证了R245fa与常用金属如碳钢、不锈钢不具有腐蚀性。通过以上理论分析和试验对比,得到船舶柴油机200℃以下的低温烟气余热的最佳回收利用途径,实现了对烟气余热ORC系统的优化配置,确定无油螺杆膨胀机的热力选型和动力模拟方法,为船舶柴油机低温烟气余热利用提供了一种切实可行的解决方案。
尚羽佳[7](2017)在《压缩式制冷系统临界稳定分析、优化与控制》文中研究指明目前在大型公共建筑夏季用电负荷中,大约60%-70%消耗于中央空调制冷系统,这其中约50%-60%消耗于制冷机组,30%-40%用于冷冻水与冷却水的输配。与水循环系统相比,制冷机组换热器内部存在复杂的两相流特性,会严重影响系统的动态性能甚至稳定性。因此,尽管制冷机组占系统整体能耗的一半以上,由于目前对换热器内部特性的分析尚不成熟,大部分制冷机组仍工作在非理想状态,其运行效率还有进一步提升的空间。针对这一问题,本文将饱和沸腾理论应用于制冷系统的稳定性分析,旨在定量描述换热器传热特性对系统稳定性的影响,并以此为依据,设计了最小化过热度优化方法及鲁棒控制算法,主要研究工作如下:1.制冷机组的蒸发器过热度低于某一临界值(称为最小稳定过热度,minimal stable superheat,MSS)后,系统会产生严重的振荡现象。为此,针对电子膨胀阀制冷系统,提出了一种改进的切换动态模型,从而首次实现了对电子膨胀阀制冷系统临界稳定状态的动态仿真。首先,对最小稳定过热度曲线特性及产生机理进行了实验分析,阐明了全文研究的主要切入点;其次,考虑到蒸发器传热类型的变化是影响系统稳定的关键因素,根据饱和沸腾理论将蒸发器划分为核态沸腾与对流沸腾两种传热状态:在核态沸腾状态中,蒸发器两相区换热系数为核态沸腾与对流沸腾两部分的叠加,而对流沸腾状态对应的换热系数仅含对流沸腾部分;随后,提出了包含热流密度判据与过热度判据的复合切换准则,从而通过蒸发器传热状态的周期性切换实现了对电子膨胀阀制冷系统临界稳定状态的动态仿真,仿真与实验的对比结果说明改进切换模型具有较好的准确性;最后,通过动态仿真进一步分析了蒸发器传热系数的周期性摄动对制冷系统稳定性的影响。2.考虑到较低的过热度设定值可有效增加制冷机组的运行效率,在前文对蒸发器内部换热特性定量分析的基础上,提出了能够最小化过热度的优化方法以进一步挖掘制冷机组的节能潜力。为此,首先通过实验分析了制冷机组内部参数对其运行效率影响,以及最小化过热度优化方法在变制冷量条件下的可行性;其次,建立了制冷系统稳态模型及主要能耗部件的功耗模型,给出了包含最小化过热度约束在内的优化约束条件。同时考虑到最小稳定过热度受系统特性及外部工况影响较大的情况,依据本文给出的热流密度判据,将最小化过热度约束条件转化为热流密度约束以提高系统的稳定性;随后,以系统整体功耗最小为优化目标,采用遗传算法对蒸发压力、冷凝压力及过热度进行了设定点优化计算;最后,对比实验结果表明,最小化过热度优化方法具有更大寻优范围,从而在夏季典型工况下的工作时段,比现有优化方法进一步实现日均节能1.92%。3.制冷系统工作在优化设定值下虽然具有较高的运行效率,但过热度设定值比较接近MSS线。因此,外界扰动或热负荷的大范围快速变化可能会导致蒸发器换热系数的摄动,而且制冷系统模型中也不可避免地存在未建模动态等不确定因素。针对传统反馈形式的抑制手段性能偏于保守的缺点,将扰动观测器与非线性控制方法相结合,设计了制冷系统的鲁棒控制方法。首先,为便于非线性控制器的设计,基于一系列简化处理推导出制冷系统简化非线性模型;其次,将模型失配及参数摄动统一视为系统复合扰动,设计非线性扰动观测器对扰动值进行估计,并针对蒸发器子系统设计了滑模控制方法实现对扰动的补偿;随后,考虑到冷凝器子系统中部分扰动为非匹配形式,控制量无法对其直接补偿的情况,利用反步方法的系统化设计过程建立冷凝器控制器的基本结构,采用虚拟控制量对非匹配扰动进行前馈补偿;再次,基于李雅普诺夫理论,证明了过热度与蒸发温度的跟踪误差是渐进收敛的,冷凝温度跟踪误差是有界的;最后,仿真与实验研究表明,本文设计的带有扰动观测器的鲁棒控制算法具有优越的扰动抑制能力,能够有效地保证制冷系统的高效、稳定运行。
鲍文龙,余岳峰[8](2016)在《模块化螺杆膨胀发电机组转速控制模型》文中提出为研究基于有机朗肯循环的模块化螺杆膨胀发电机组的动力机转速控制,建立了螺杆膨胀机转子的动态响应模型.对满液式蒸发器建立一种固定边界分段模型,并采用一阶惯性环节对模型进行补偿.针对模块化螺杆膨胀机组无调节阀直接控制进入螺杆机工质流量的特点,提出通过控制热源流体侧调节阀来间接控制螺杆机转速的方法.针对热源流量变化对工质蒸气流量及焓值都会产生影响的情况,分别建立系统的流量通道及焓通道模型.在Matlab中分别建立对应的系统动力机转速控制模型并仿真.仿真结果表明:通过控制热源流体流量来控制动力机转速的控制策略可行;相对于工质焓值,工质蒸气流量在转速调节中起主要作用.通过对转速、热源流量以及比例-积分-微分控制器参数等扰动信号的仿真分析可知,该控制系统具有较强的稳定性.
鲍文龙,余岳峰[9](2015)在《模块化螺杆膨胀机组调速系统建模与仿真研究》文中指出分析有机朗肯循环模块化机组转速控制策略,建立对象的数学模型以及转速控制系统的仿真模型研究机组动力机转速控制的方法。采用分段建模法建立满液式蒸发器的流量通道模型及焓通道模型,并对螺杆膨胀机建立对应的数学模型。在simulink中建立机组转速控制仿真模型,并依据试验台设计数据对其仿真。仿真结果表明,在有机郎肯循环模块化螺杆膨胀发电机组的转速控制中,工质流量起到主要作用,而工质的焓对转速的影响延迟时间长,忽略其影响。采用根轨迹法分析系统的稳定性及PID参数的可调节性。
姜成[10](2015)在《螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统研究》文中指出制冷螺杆压缩机因其可靠性高,操作维修方便,动平衡性好,适应性强等优点,广泛应用于空调、食品、化工等各个领域。为了使压缩机的负荷与用户需求的冷量相适应,常用液压驱动的滑阀机构对压缩机的气量进行调节,以达到在部分负荷工况下节能运行的目的。滑阀气量调节液压系统设计是否合理成为影响压缩机稳定运行的关键,该套液压系统设计不合理易出现上下载过快或过慢、卡滞或自动上载等现象。该套滑阀气量调节液压系统设计需要研究滑阀活塞两侧密封环的密封效果对液压系统的影响、进出油油压与油流量的关系、进出油油量与滑阀移动速度关系、还涉及到各摩擦副产生的摩擦力对滑阀运动的影响、各工况下气体力和弹簧力对滑阀运动的影响等等。本课题的目的通过对已设计成型的进口螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统的研究,采用节点容腔法建立各影响因素之间动态方程,并进行MATLAB/Simulink仿真分析,找到与气量调节滑阀移动有关的各主要参数对其影响关系,输出改变不同参数情况下,滑阀的位移与时间的关系曲线,并用试验验证仿真的正确性。本文主要研究内容如下:1)滑阀气量调节液压系统结构和工作原理介绍。分析液压执行机构主要零部件的结构;绘制液压系统工作原理图,对整个液压执行机构进行原理介绍。2)液压执行机构静态和动态特性数学建模。根据液压原理和节点容腔法对滑阀气量调节液压机构进行静态和动态特性数学建模。3)液压执行机构动态特性研究。采用仿真软件MATLAB/Simulink对液压执行机构进行仿真建模和模拟分析,分析改变不同参数,执行机构运动特性的变化。并辅以实验对仿真进行验证。本论文的输出可作为已成型结构的合理性校核、也可为新设计螺杆压缩机的滑阀气量调节液压系统提供理论支撑并可为上下载质量问题解决提供指导。
二、螺杆机组动态仿真(一):开机过程(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、螺杆机组动态仿真(一):开机过程(论文提纲范文)
(1)100kW级风热机组运行特性仿真与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明表 |
第1章 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 风能热泵制热技术 |
1.2.2 风能热泵研究特点及存在的问题 |
1.3 研究目标及内容 |
第2章 100kW级风热机组原理与选型设计 |
2.1 风热机组原理 |
2.2 风热机组实验区域建筑热负荷及风资源评估 |
2.2.1 项目地基本地形气候特点 |
2.2.2 建筑物冷热负荷评估 |
2.2.3 风资源评估 |
2.3 风热机组部件选型 |
2.3.1 风力机 |
2.3.2 热泵 |
2.3.3 地埋管 |
2.4 本章小结 |
第3章 100kW级风热机组动态建模与运行特性仿真 |
3.1 引言 |
3.2 风热机组仿真模型 |
3.2.1 风力机模型 |
3.2.2 传动机构模型 |
3.2.3 热泵模型 |
3.2.4 机组控制运行规律及仿真结果分析 |
3.2.5 蓄热装置模型 |
3.3 本章小结 |
第4章 100kW级风热机组实验研究 |
4.1 引言 |
4.2 传感器及测量误差分析 |
4.2.1 传感器介绍 |
4.2.2 计算公式 |
4.2.3 不确定度分析 |
4.3 实验数据处理 |
4.3.1 数据处理过程 |
4.3.2 瞬态结果分析 |
4.3.3 功率特性分析 |
4.4 风热机组仿真结果与实验结果对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 风热机组经济性分析 |
5.1 引言 |
5.2 风热机组经济性分析 |
5.2.1 风热机组的成本模型 |
5.2.2 风热机组经济性评估 |
5.3 风热机组环保效益评估 |
5.4 风热机组优化选型 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(2)基于嵌入式智能终端的冷水机组故障诊断系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文需要解决的问题及思路 |
第二章 研究对象与实验方案 |
2.1 RTAG螺杆式风冷冷水机组 |
2.2 实验方案 |
2.3 故障特性分析与敏感特征确定 |
2.3.1 热力故障特性分析 |
2.3.2 敏感特征确定 |
2.4 嵌入式系统 |
2.5 本章小结 |
第三章 智能终端设计与开发 |
3.1 系统整体架构概述 |
3.2 设备数据采集终端 |
3.2.1 CC2530 无线收发器模块 |
3.2.2 单片机与测量模块建构的数据采集系统 |
3.2.3 设备侧通讯主程序思路设计 |
3.3 ZigBee通讯组网设计 |
3.3.1 ZigBee通讯协议简介 |
3.3.2 ZigBee组网设计及其程序设计 |
3.4 本章小结 |
第四章 远程监控软硬件终端设计与开发 |
4.1 嵌入式硬件终端设计与开发 |
4.1.1 树莓派微型电脑简介 |
4.1.2 数据通信协议与解析 |
4.1.3 树莓派与CC2530 通讯 |
4.2 远程监控系统设计 |
4.2.1 系统结构设计与子系统划分 |
4.2.2 数据采集与通信 |
4.2.3 远端服务器搭建 |
4.3 嵌入式软硬件终端用户层 |
4.3.1 用户界面设计 |
4.3.2 采集设备的外型设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 机组故障诊断与其算法 |
5.1 数据预处理 |
5.1.1 稳态数据判别方法 |
5.1.2 稳态判别方法步骤 |
5.1.3 判稳计算模型与参数设计 |
5.2 特征选择 |
5.2.1 特征选择算法 |
5.2.2 基于随机森林的特征选择 |
5.3 机组制冷剂泄漏量故障诊断与其算法 |
5.3.1 DBSCAN密度聚类算法 |
5.3.2 Pseudo-Labelling伪标签 |
5.3.3 基于实际机组的伪标签半监督学习 |
5.4 本章小结 |
第六章 整机测试与实际机组故障实验 |
6.1 嵌入式硬件终端应用于冷水机组整机测试 |
6.1.1 智能诊断盒软硬件终端在实际机组运行测试 |
6.1.2 收发模块组网通讯稳定性测试 |
6.2 实际机组运行实验稳态判别 |
6.2.1 稳态判别模型验证 |
6.2.2 蒸发器出水温度判稳结果 |
6.2.3 压缩机滑阀开度判稳结果 |
6.2.4 冷冻水流量判稳结果 |
6.3 伪标签半监督学习数据模型的故障诊断 |
6.3.1 参数优化与模型验证 |
6.3.2 模型诊断结果与分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 研究总结 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
(3)医院类公共建筑空调系统节能改造工程实践及运行分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.绪论 |
1.1 课题的背景及来源 |
1.2 课题研究的目的及意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 主要研究的内容 |
2.某医院建筑空调系统运行现状 |
2.1 某医院概况 |
2.2 9#机房中央空调系统概况 |
2.3 热泵主机能耗现状 |
2.4 循环水泵运行能耗现状 |
2.4.1 用户侧水泵能耗现状 |
2.4.2 地源侧水泵能耗现状 |
2.5 本章小结 |
3.空调系统节能改造方案及实施 |
3.1 设计依据 |
3.2 改造方案 |
3.3 控制系统设计 |
3.4 控制系统设备确定 |
3.5 设备的安装 |
3.6 本章小结 |
4.空调系统优化运行方案制定 |
4.1 负荷预测技术及PLC控制器自适应技术 |
4.1.1 负荷预测技术 |
4.1.2 PLC控制器自适应技术 |
4.2 热泵主机优化运行方案 |
4.2.1 热泵主机最优开机组合 |
4.2.2 用户侧水温重置 |
4.3 用户侧水泵的优化控制 |
4.3.1 用户侧水泵变频改造 |
4.3.2 泵组优选控制 |
4.3.3 可调节范围 |
4.4 地源侧水泵优化控制 |
4.4.1 水泵的变频改造 |
4.4.2 地源侧水温优化控制 |
4.5 本章小结 |
5.改造前后能耗分析 |
5.1 改造后热泵主机能耗分析 |
5.1.1 热泵主机的运行组合模式 |
5.1.2 能耗分析 |
5.2 改造后用户侧水泵的能耗分析 |
5.2.1 泵组优化运行组合模式 |
5.2.2 用户侧水泵能耗分析 |
5.3 改造后地源侧水泵的能耗分析 |
5.3.1 泵组优化运行组合模式 |
5.3.2 地源侧水泵能耗分析 |
5.4 整个制冷季能耗分析 |
5.5 本章小结 |
6.结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录:攻读硕士期间参与的科研项目及研究成果 |
致谢 |
(4)热泵热水器用R744混合工质优选及其系统稳态与瞬态特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 节能减排目标与热水需求增长 |
1.1.2 热泵热水器技术 |
1.2 工质替代的现状及趋势 |
1.3 (近)自然工质的研究现状 |
1.3.1 HCs的研究现状 |
1.3.2 HFOs的研究现状 |
1.3.3 R744 的研究现状 |
1.4 R744/(近)自然工质混合工质的研究现状 |
1.5 瞬态特性的研究进展 |
1.5.1 常规启停特性的研究现状 |
1.5.2 启动特性提升的研究现状 |
1.6 主要研究工作 |
第二章 基于工质特性的R744 混合工质初步优选 |
2.1 替代工质的优选标准 |
2.2 混合工质的工质特性 |
2.2.1 环境性能 |
2.2.2 安全性能 |
2.2.3 热力学性能 |
2.2.4 传输性能 |
2.2.5 溶油性能 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于循环性能的R744 混合工质理论优选 |
3.1 热泵热水器系统性能预测模型 |
3.1.1 热力循环与假设条件 |
3.1.2 数学模型 |
3.1.3 计算流程 |
3.1.4 热泵热水器工况 |
3.2 系统循环性能 |
3.2.1 制热COP_(th) |
3.2.2 制热量 |
3.2.3 压缩机运行参数 |
3.2.4 传热窄点的位置 |
3.2.5 平均传热温差 |
3.2.6 (火用)效率和(火用)损率 |
3.3 本章小结 |
第四章 混合工质直热式热泵热水器实验系统 |
4.1 实验目的与实验内容 |
4.2 实验系统设计 |
4.2.1 过冷度对循环性能的影响 |
4.2.2 实验系统组成与实验原理 |
4.2.3 主要设备选型 |
4.2.4 换热设备设计计算 |
4.2.5 测量与数据采集仪表及测点布置 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 准备工作 |
4.3.2 实验工况 |
4.3.3 实验流程 |
4.4 实验数据处理 |
4.5 实验不确定度分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 R744/R290 热泵热水器系统稳态特性研究 |
5.1 充注浓度对循环性能的影响 |
5.2 热汇温升对循环性能的影响 |
5.3 换热流体的温度分布规律 |
5.3.1 M_(opt)和 R22 系统的温度分布对比 |
5.3.2 充注浓度对温度分布的影响 |
5.3.3 热汇温升对温度分布的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 Mopt热泵热水器系统瞬态特性研究 |
6.1 启动方式对常规启动性能的影响 |
6.1.1 工质压力和压比 |
6.1.2 工质温度 |
6.1.3 热汇出口温度和制热量 |
6.1.4 制热COP_(tr,ex)和功耗 |
6.2 常规启动性能参数的数值拟合 |
6.3 常规停机性能 |
6.4 快速启动性能 |
6.4.1 快速启动方案的提出 |
6.4.2 热汇流量阶跃比对快速启动性能的影响 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 本文总结 |
7.2 本文创新点 |
7.3 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研成果 |
(5)大型氦低温系统关键技术及工作特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外大型低温系统的研究进展 |
1.3 大型氦低温系统关键技术 |
1.4 本文研究的基本思路与研究内容 |
2 大型氦低温系统动态仿真 |
2.1 前言 |
2.2 大型氦低温系统关键设备 |
2.3 大型氦低温系统流程设计 |
2.4 大型氦低温系统动态降温过程仿真 |
2.5 本章小结 |
3 大型氦低温系统纯化器的研制 |
3.1 前言 |
3.2 低温系统氦气中杂质去除原理及方案选择 |
3.3 高精滤油器设计研究 |
3.4 大型氦低温系统中杂质浓度测量系统 |
3.5 本章小结 |
4 大型氦低温系统实验研究 |
4.1 前言 |
4.2 模拟负载设计研究 |
4.3 大型氦低温系统加载运行实验 |
4.4 实验结果分析 |
4.5 本章小结 |
5 全文工作总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 本论文的创新点 |
5.3 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 攻读学位期间发表的学术论文 |
(6)基于无油螺杆膨胀机的船舶柴油机烟气余热ORC系统特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.研究目的及意义 |
2.国内外研究现状 |
2.1 船用柴油机烟气余热回收现状 |
2.2 ORC技术的发展 |
2.3 螺杆膨胀机在ORC系统中的应用 |
3.本文的主要工作 |
第二章 ORC系统的性能分析 |
1.低温烟气余热利用系统比较 |
2.ORC机理 |
2.1 基本控制方程 |
2.2 系统?效率研究 |
3.ORC系统优化设计 |
3.1 烟气余热回收系统设计比较 |
3.2 烟气余热ORC双循环系统优化设计 |
3.3 影响ORC系统性能的关键因素 |
4.本章小结 |
第三章 无油螺杆膨胀机热力特性 |
1.工作原理 |
2.工作介质选择 |
3.工作过程分析 |
3.1 容积流量 |
3.2 理想绝热做功过程 |
3.3 理想效率 |
3.4 等熵效率 |
3.5 轴输出功率及效率 |
4.间隙设计方法的研究 |
4.1 理论模型 |
4.2 转子热变形对间隙设计的影响 |
4.3 转子力变形对间隙设计的影响 |
4.4 壳体变形对间隙的影响 |
4.5 间隙设计方程 |
5.无油螺杆膨胀机热力性能分析 |
6.本章小结 |
第四章 无油螺杆膨胀机动力特性 |
1.转子受力分析 |
2.转矩计算 |
3.转子强度计算 |
3.1 轴的疲劳强度安全系数校核 |
3.2 轴静强度的安全系数校核 |
4.转子临界转速计算方法 |
4.1 模态计算分析模型 |
4.2 计算结果分析 |
5.本章小结 |
第五章 无油螺杆膨胀机密封和轴承技术的研究 |
1.无油螺杆膨胀机的密封技术 |
1.1 迷宫密封 |
1.2 碳环密封 |
1.3 机械密封 |
1.4 干气密封 |
1.5 ORC系统中无油螺杆膨胀机的轴封系统 |
2.无油螺杆膨胀机的轴承技术 |
2.1 轴承受力数值积分计算方法 |
2.2 轴承受力有限元计算方法 |
3.本章小结 |
第六章 基于无油螺杆膨胀机ORC发电系统性能试验研究 |
1.试验系统组成 |
2.试验方案 |
3.试验结果分析 |
3.1 ORC系统性能分析 |
3.2 冷源变化对系统的影响 |
3.3 无油螺杆膨胀机热力模型验证 |
3.4 无油螺杆膨胀机动力特性验证 |
4.本章小结 |
第七章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
攻读博士学位期间取得的专利成果 |
(7)压缩式制冷系统临界稳定分析、优化与控制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 压缩式制冷系统简介 |
1.2.1 压缩式制冷系统组成 |
1.2.2 压缩式制冷系统的分类及发展现状 |
1.3 制冷系统建模研究现状 |
1.3.1 换热器(蒸发器和冷凝器)模型 |
1.3.2 制冷系统整体模型 |
1.3.3 针对特殊工况的仿真模型 |
1.4 制冷系统控制方法研究现状 |
1.4.1 单输入单输出控制方法 |
1.4.2 多输入多输出控制方法 |
1.4.3 智能控制方法 |
1.4.4 控制方法小结 |
1.5 本文主要研究内容 |
第二章 制冷系统临界稳定状态的动态仿真 |
2.1 最小稳定过热度特性分析 |
2.1.1 最小稳定过热度曲线 |
2.1.2 最小稳定过热度机理分析 |
2.2 压缩式制冷系统机理建模 |
2.2.1 蒸发器单相区模型 |
2.2.2 冷凝器三相区模型 |
2.2.3 压缩机与膨胀阀模型 |
2.3 蒸发器两种传热状态与切换准则 |
2.3.1 蒸发器两种传热状态 |
2.3.2 传热状态切换准则 |
2.3.3 切换准则小结 |
2.4 压缩式制冷系统实验平台 |
2.4.1 实验系统主要设备 |
2.4.2 热流密度模型辨识 |
2.5 模型确认与分析 |
2.5.1 膨胀阀开度变化条件的模型确认 |
2.5.2 压缩机频率变化条件的模型确认 |
2.5.3 制冷系统临界稳定状态的模型确认与分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 制冷系统最小化过热度优化 |
3.1 制冷系统变工况特性分析 |
3.1.1 冷凝压力变化对压缩机功耗的影响 |
3.1.2 蒸发器过热度对压缩机功耗的影响 |
3.1.3 制冷量变化条件下最小稳定过热度特性分析 |
3.2 制冷系统最小化过热度优化方法 |
3.2.1 制冷系统稳态机理模型 |
3.2.2 制冷系统功耗模型及约束条件 |
3.2.3 最优问题的求解 |
3.3 优化结果及讨论 |
3.3.1 变负荷工况下与传统方法的对比结果 |
3.3.2 变负荷工况下与现有优化方法的对比结果 |
3.3.3 负荷与环境温度变化工况的对比结果 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于扰动观测器的制冷系统鲁棒控制 |
4.1 制冷系统简化非线性模型的建立 |
4.1.1 简化非线性模型 |
4.1.2 模型验证 |
4.2 控制方法设计 |
4.2.1 扰动观测器设计 |
4.2.2 蒸发器子系统控制器 |
4.2.3 冷凝器子系统控制器 |
4.2.4 稳定性证明 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 仿真分析 |
4.3.2 实验分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
发表论文情况说明 |
致谢 |
(8)模块化螺杆膨胀发电机组转速控制模型(论文提纲范文)
1 仿真对象数学模型 |
1.1 蒸发器模型 |
1.1.1流量通道模型 |
1.1.2焓通道模型 |
1.2 螺杆膨胀机模型 |
1.3 流量调节阀模型 |
2 控制系统仿真模型 |
2.1 流量通道仿真模型 |
2.2 焓通道仿真模型 |
3 仿真结果分析 |
3.1 转速阶跃扰动 |
3.2 热源流量扰动 |
3.3 PID参数影响 |
4 结论 |
(9)模块化螺杆膨胀机组调速系统建模与仿真研究(论文提纲范文)
1 仿真对象数学模型 |
1.1 蒸发器模型 |
1.1.1 流量通道模型 |
1.1.2 焓通道模型 |
1.2 螺杆膨胀机模型 |
1.3 流量调节阀模型 |
2 控制系统仿真模型 |
2.1 流量通道仿真模型 |
2.2 焓通道仿真模型 |
2.3 仿真模型参数 |
3 模型仿真结果 |
3.1 PID参数整定 |
3.2 流量通道仿真模型 |
3.3 焓通道模型 |
4 控制系统稳定性分析 |
4.1 比例环节系数KP对控制系统影响 |
4.2 积分时间常数Ti对控制系统影响 |
4.3 微分环节时间常数Td对控制系统的影响 |
5 结语 |
(10)螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 螺杆压缩机概述 |
1.1.1 螺杆压缩机的分类及应用领域 |
1.1.2 螺杆压缩机常用的气量调节方法 |
1.2 国内外气量调节液压系统及仿真软件研究现状 |
1.2.1 压缩机气量调节液压系统研究现状 |
1.2.2 液压仿真软件发展现状 |
1.3 课题来源、研究意义及主要研究内容 |
1.3.1 课题的来源 |
1.3.2 课题研究的意义 |
1.3.3 本文研究的主要内容 |
1.4 本章小结 |
第二章 螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统原理及分析 |
2.1 螺杆压缩机工作原理及结构介绍 |
2.1.1 螺杆压缩机基本结构 |
2.1.2 螺杆压缩机工作原理 |
2.2 滑阀气量调节机构及原理 |
2.2.1 滑阀气量调节结构介绍 |
2.2.2 滑阀气量调节工作原理 |
2.3 滑阀气量调节液压系统的组成及工作原理 |
2.3.1 滑阀气量调节液压系统流程图及工作原理介绍 |
2.3.2 滑阀气量调节液压系统组成及关键零部件结构 |
2.4 本章小结 |
第三章 螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统数学建模 |
3.1 螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统静态特性研究 |
3.1.1 假设条件 |
3.1.2 载过程静态特性研究 |
3.1.3 下载过程静态特性研究 |
3.1.4 静态特性分析 |
3.2 螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统动态特性数学建模 |
3.2.1 假设条件 |
3.2.2 载过程数学建模和分析 |
3.2.3 下载过程数学建模和分析 |
3.2.4 中位保持过程数学建模和分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统Simulink仿真分析 |
4.1 液压执行机构的性能要求 |
4.2 基于Simulink的液压系统仿真介绍 |
4.2.1 载过程Simulink仿真介绍 |
4.2.2 下载过程Simulink仿真介绍 |
4.2.3 保持过程Simulink仿真介绍 |
4.2.4 一个工作循环过程Simulink仿真介绍 |
4.3 液压执行机构仿真研究 |
4.3.1 供油压力变化对液压系统性能的影响 |
4.3.2 流量对液压系统性能的影响 |
4.3.3 液压缸直径对液压系统性能的影响 |
4.3.4 弹簧刚度及弹簧预紧力对液压系统性能的影响 |
4.3.5 管路附件脏堵造成压损过大对液压系统性能的影响 |
4.3.6 活塞密封环密封性能对液压系统性能的影响 |
4.3.7 液压油粘度对液压系统性能的影响 |
4.3.8 动机构阻力对液压系统性能的影响 |
4.3.9 脉冲信号上下载对液压系统性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统实验研究 |
5.1 实验方案策划 |
5.2 实验结果及分析 |
5.3 实验总结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 本文的不足及展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
四、螺杆机组动态仿真(一):开机过程(论文参考文献)
- [1]100kW级风热机组运行特性仿真与实验研究[D]. 张明洋. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
- [2]基于嵌入式智能终端的冷水机组故障诊断系统设计与实现[D]. 姜智尧. 上海交通大学, 2020(01)
- [3]医院类公共建筑空调系统节能改造工程实践及运行分析[D]. 岳愿. 中原工学院, 2020(01)
- [4]热泵热水器用R744混合工质优选及其系统稳态与瞬态特性研究[D]. 巨福军. 东南大学, 2019(05)
- [5]大型氦低温系统关键技术及工作特性研究[D]. 张朋. 华中科技大学, 2019(01)
- [6]基于无油螺杆膨胀机的船舶柴油机烟气余热ORC系统特性研究[D]. 刁安娜. 中国舰船研究院, 2018(12)
- [7]压缩式制冷系统临界稳定分析、优化与控制[D]. 尚羽佳. 天津大学, 2017(04)
- [8]模块化螺杆膨胀发电机组转速控制模型[J]. 鲍文龙,余岳峰. 上海交通大学学报, 2016(04)
- [9]模块化螺杆膨胀机组调速系统建模与仿真研究[J]. 鲍文龙,余岳峰. 能源研究与利用, 2015(03)
- [10]螺杆压缩机滑阀气量调节液压系统研究[D]. 姜成. 上海交通大学, 2015(03)