热交换器式热量表中热交换器的优化设计研究

在热交换器式热量表中,热交换器相当于流量计,只需测量热交换器进出口温度,就可以计算出流量和热量,有效避免了由于水质问题引起的流量计丧失准确性及损坏问题;但是由于热交换器模型比较复杂,很难用解析法得到流量与温度之间的关系式,对热交换器结构的设计和优化造成了困难;针对上述问题,借助CFD数值模拟软件,建立热交换器的三维模型,在并行计算平台上进行了求解,从而得到了热交换器流量和温差比的关系,并结合模式搜索法对热交换器的结构进行了优化;仿真结果表明,采用该优化方法后,热交换器的性能评价指标R2得到了有效的提高;参照优化后的模型参数,设计和加工了热交换器,并进行了实验验证,实验结果表明,执交换器的R2为0.989,与仿直结果0.987吻合的很好,表明了该优化方法的有效性,且具有较好的实用性和推广价值.     

换热网络最优综合的智能设计方法及应用

基于系统优化设计思想,将换热网络综合问题等价分解为适合新型合作协作进化模型的系统结构优化和换热单元优化两部分,同时进行系统结构和换热单元的协作进化设计,最终得到它们之间的最优折衷。算例表明,该方法较好地解决了较大规模的换热网络最优综合问题,且能避免传统方法中存在的收敛速度较慢、易陷于局部最小值、目标函数必须可导等问题,并已成功用于某厂乙烯装置的全过程用能优化综合问题。     

换热网络流程模拟系统

本文建立了由换热器、分流器和混合器构成的换热网络流程模拟系统。经过系统分解求出系统中可以独立求解的子系统并给出计算顺序,对环路子系统,求出最佳断裂物流数及物流号,建立了基础物性数据库和标准系列换热器结构参数数据库。提出了校正传热单元数法求换热温度,结果输出详细,经对许多实例的模拟计算,取得了令人满意的结果。     

串级控制的换热机组

分析了换热机组的组成和控制方式,建立了换热机组的传递函数,结合工程实例对换热机组串级控制的原理、特点及实现进行了说明,并给出了经验数据。     

采暖换热系统升级改造方案

原来采暖换热系统的供水温度依靠人工手动设定调节,供水温度不能随天气的变化而及时调整设定温度,造成能源浪费,因此,对采暖换热控制系统进行升级改造,采取使用西门子公司PLC控制和E+E温度传感器,使之稳定性、可靠性得到进一步提高,满足用户的采暖供热需要.     

多功能换热器数学模型的开发研究

针对目前国内用于化工流程仿真的换热器模块计算功能不全面的情况,为了提高通用仿真软件中换热器的计算功能,开发了换热器功能模型。改进的换热器模型能实现换热器计算热负荷,并能计算换热器面积。除此以外,还具有自动判断相变以及处理温度交叉现象的功能。首先对换热器计算功能进行了分类,然后基于物料平衡、热量平衡和总传热速率方程等分别建立其数学模型,并实现对模型的求解,最后以异丙醇、正丁醇、正戊醇的混合物为例进行了仿真计算。仿真结果与实验值基本吻合,平均相对误差较小。结果表明,数学模型的建立是正确的,可以用于换热器换热过程的仿真,并为实际生产过程提供理论基础和支持。     

换热网络数值模拟稳定性分析

换热网络的数值模拟在换热网络的定量分析中起着重要作用。但在模拟计算中,有时表现出数值稳定性差。提高数值稳定性的方法,目前多通过改善算法来实现。本文通过对换热网络数值模拟的误差分析,提出了误差放大因子的概念,并依此选择迭代变量。通过对迭代变量的选择,达到提高换热网络数值模拟稳定性的目的。     

热管换热器在电机冷却器中的应用

为解决火电厂及工业生产领域中大功率电动机背包式水冷却器因发生管裂漏水、管面结露而危及电机安全运行的问题,应用热管理论和技术成果,设计了热管式气－ 水冷却器取代原来的冷却器。利用热管的换热特性、设计方法、制造工艺和结构特点等,论述了解决上述问题的理论和实践的可行性,做到即能满足换热要求,且所需费用少、实施难度小、不改变原有设备及系统。     

农田资源优化分配的计算机仿真

对于既定面积的农田资源,为使所产作物较能针对市场需求,并使种植经济效益最大化,需合理分配不同作物的种植面积.通过分析不同作物的种植成本,存贮成本,结合作物的收成与销售价格,获得各作物的种植经济效益对于种植面积的非线性关系,建立相应的计算机仿真数学模型.为了有效预测来年的作物收成和销售价格,简化假定来年的种植计划不影响来年的销售价格,根据往年的统计数据得到有关的预测数据.对资源分配问题用遗传算法进行优化求解,得到使净收益最大化的种植田亩分配方案结果.分析结论表明,最大经济效益对应的种植面积分配方案有一定的选择范围,更合理的种植面积分配方案必须面向市场需求.     

换热网络的一般结构模型

本文在定义了矩阵的元积运算和网络参数状态矩阵,推导了相应的运算法则之后,在单台换热器的热量、质量平衡基础上,推导了适用于任意结构的换热网络模型.同时,提出了一种新的建模方法.     

Optimal Resource Allocation in Overlay Multicast

Although initially proposed as the deployable alternative to IP multicast, the overlay network actually revolutionizes the way network applications can be built. In this paper, we study the rate allocation problem in overlay-based multirate multicast, which can be understood as a utility-based resource allocation problem. Each receiver is associated with a utility defined as a function of its streaming rate. Our goal is to maximize the aggregate utility of all receivers, subject to network capacity constraint and data constraint. The latter constraint is unique in overlay multicast, mainly due to the dual role of end hosts as both receivers and senders. We use a price-based approach to address this problem. Two types of prices, network price and data price, are generated with regard to the two constraints of the problem. A distributed algorithm is proposed, where each receiver adjusts its flow rate according to the associated network price and data price. The algorithm is proved to converge to the optimal point, where the aggregate utility of all receivers is maximized. We implement our algorithm using an end-host-based protocol. Our protocol purely relies on the coordination of end hosts to accomplish tasks originally assigned to network routers, which makes it directly deployable to the existing network infrastructure.     

Risk in Two-Stage Optimal Resource Allocation

Two integral two-stage multi-period optimal resource allocations with expectation and quantile criteria are compared. Effective algorithms for solving the problem in our formulation are designed for the case of independent components of the random demand vector.     

Recent Advances in Optimal Reliability Allocation

Reliability has become a greater concern in recent years, because high-tech industrial processes with ever increasing levels of sophistication comprise most engineering systems today. To keep pace with this rapidly developing field, this paper provides a broad overview of recent research on reliability optimization problems and their solution methodologies. In particular, we address issues related to: 1) universal generating-function-based optimal multistate system design; 2) percentile life employed as a system performance measure; 3) multiobjective optimization of reliability systems, especially with uncertain component-reliability estimations; and 4) innovation and improvement in traditional reliability optimization problems, such as fault-tolerance mechanism and cold-standby redundancy-involved system design. New developments in optimization techniques are also emphasized in this paper, especially the methods of ant colony optimization and hybrid optimization. We believe that the interesting problems that are reviewed here are deserving of more attention in the literature. To that end, this paper concludes with a discussion of future challenges related to reliability optimization     

基于OpenGL的翅片管式换热器可视化仿真方法

采用OpenGL的可视化技术和计算机编程技术,对制冷、化工领域中常用的翅片管式换热器进行可视化仿真,详细地介绍了采用三维图形来显示翅片管式换热器结构的方法,以及用颜色渐变图来显示仿真结果的方法。采用这种方法开发的翅片管换热器仿真系统具有友好的用户交互性和良好用户操作性,给翅片管式换热器的仿真和设计提供了一个友好的和形象的开发平台,可以有效地缩短换热器的设计周期,提高换热器设计质量。该文所提出的可视化仿真方法,对制冷和化工领域中应用的其他热交换设备的仿真具有应用价值。     

Optimal Fleet Allocation of Freeway Service Patrols

As one component of traffic incident management systems, freeway service patrols (FSP) facilitate quick removal of incidents through faster response and reduced clearance time. This paper is to investigate how to allocate tow trucks among patrol beats to maximize the effectiveness of the FSP services. A min–max bi-level programming model is proposed to determine an optimal fleet allocation that minimizes the maximal system travel time that incidents may incur. A heuristic iterative solution algorithm is proposed to solve the model. Both the model and the algorithm are demonstrated and validated through a numerical example.     

MPTL板翅式换热器性能的数值分析

研究机械泵驱动的两相冷却回路(MPTL)换热器传热效能优化问题,由于换热器的应用环境极为复杂,目前的实验数据极度匮乏,而且结构特殊,现有的标准叉流板式换热器的设计方法并不适用。为了提出可行的设计优化方法,针对某典型MPTL板翅式换热器,建立一种简化的三维物理数学模型,采用有限体积法及流固耦合方法深入研究该换热器在典型结构及设计工况下的流场特性,随后研究其在不同翅高及进口雷诺数时的换热性能变化规律。数值仿真结果表明,换热器换热效率较高,压力损失较小,且随着翅高的降低、进口雷诺数的增加,换热性能逐渐提高。结果证明,可为换热器的进一步设计与优化提供有益的参考。     

飞机环控系统热交换器优化分析

将和中以热力学第二定律为基础的熵产分析方法应用于飞机环境控制系统的部件级优化设计,通过分析空气在环控系统中的流动过程,得出系统熵产与给定初始条件的函数关系,结合热交换器设计计算过程,得到当引气压力和座舱设计温度变化时热交换器热边流动长度、冷边流动长度和高度之间的比例关系对整个系统熵产的影响.     

换热器健康状态预测与实时监控

换热器是石油化工行业生产过程中实现热量交换和传递的重要设备。换热器经过长期使用后其在传热管壁间积存的污垢会影响换热器的传热能力,如果导致装置非计划停车将对生产带来不可弥补的损失,因此对于换热器健康状态进行实时监测具有重要意义。鉴于国内化工企业现状,由于传感器的缺失,无法实时获取计算换热器效率理论公式中所需全部数据。为了解决上述问题,本文首先提出了一种基于PCA建立换热器健康状态预测模型的方法,并基于实测数据建立相关模型,将所建立的基于数据驱动的模型部署在实时数据库后,即使在传感器并不完备的条件下,利用现有检测变量同样能够实现对于该热交换器工作状态的实时预测与监控。最后,对该模型上线运行后所取得的经济效益进行了详细的测算。     

优化路径分配的多作业机器人任务规划

提出一种优化路径分配的多机器人任务规划框架。对任务规划问题进行形式化描述,在此基础上,探讨实现优化路径分配的任务规划的关键技术,包括追索最短道路求解方法、多目标任务分配的随机化求解和概率框架的更新模型。实验结果表明,该理论框架具有可行性和实用性。     

基于最佳位分配技术的图象编码

提出了一个新的位分配算法，它可以有效地分配一个给定的位的限额给任意不同的量化器集合.这种算法产生一个最佳或接近最佳位分配，它允许位分配集合值被限制成非负整数.该算法用在小波图象编码中，实验表明,这种算法是十分有效的.