A New Optimal Control System Design for Chemical Processes

Based on frequency response and convex optimization, a novel optimal control system was developed for chemical processes. The feedforward control is designed to improve the tracking performance of closed loop chemical systems. The parametric model is not required because the system directly utilizes the frequency response of the loop transfer function, which can be measured accurately. In particular, the extremal values of magnitude and phase can be solved according to constrained quadratic programming optimizer and convex optimization. Simulation examples show the effectiveness of the method. The design method is simple and easily adopted in chemical industry.     

核压力容器异种金属焊接接头延性断裂行为数值研究

使用GTN损伤模型与有限元计算相结合的方法,对核电安全端异种金属焊接接头试样裂纹扩展路径及J-R阻力曲线进行数值研究.结果表明:异种金属接头中的堆焊层及焊缝中心裂纹扩展路径和均质材料基本相同,而界面及近界面裂纹的扩展路径显著地偏离初始裂纹位置.界面裂纹及近界面裂纹倾向于向屈服强度低的软材料一侧扩展,这是由裂尖前区域不同材料的强度失配所致.不同初始位置和不同尺寸的裂纹具有不同的材料拘束和几何拘束,其J-R裂纹扩展阻力曲线不同.宏观断裂力学无法预测这种裂纹的扩展路径和扩展阻力,基于GTN损伤模型的数值计算方法可以预测这种裂纹的扩展路径及扩展阻力,可望用于安全端焊接结构的完整性评定和破前漏分析.     

安全4.0:过程工业装置安全技术展望

人类筑城而居,物质与文化得以快速提升,但也伴之以火灾等事故。进入工业文明以后,蒸汽机的发明、电力的应用使工业系统变得日益复杂,局部的失效便可能导致系统损坏和整个生产过程中断。20世纪能源危机的出现,导致工业装置向着更高的操作参数和更大的规模发展以提高能源与生产效率,这使得工业安全事故更具有突发性、灾难性、中断性以及社会性。安全已成为人们安逸、诗意生活的首要考虑。本文回顾了人类文明发展过程中安全技术的演进,提出与工业4.0适配的安全4.0的概念。它以全寿命过程安全保障为目标,包括安全(健康)监测、网络化监控、智能安全评价系统等主要内容。同时对目前成功的工业案例和研究进展进行了分析,提出了实施安全4.0今后应重点解决的科学与技术问题。     

蒸发式冷凝器在余热发电冷却系统中的节能节水研究

概述了余热发电冷却系统和蒸发式冷凝器的工作原理及蒸发式冷凝器的优点.立式蒸发式冷凝器应用于余热发电冷却系统中,可降低凝结水温度,从而提高热力循环效率,改善发电机组性能.与湿冷系统相比,循环水泵节水达50%以上,节电60%以上.分析了蒸发式冷凝器应用于余热发电冷却系统中的可行性.     

我国在化工、生物与热动力微系统领域的研究进展

简述了我国在化工、生物与热动力微系统及相关微制造技术的最新研究进展.文中指出由于具有小型化、强化传质、传热的优点,微反应器被广泛应用在化学反应中,这些反应主要包括液相、气相反应和纳米颗粒合成.微反应技术适用于一些高危反应或利用传统方法合成较困难或成本和价值非常高的反应.微流控技术应用于生物分析与测试领域也已经取得了长足...     

多轴载荷下点蚀坑应力集中的数值研究

利用有限元软件Abaqus对拉扭载荷下点蚀区域的应力集中进行了数值模拟研究,通过建立结构的点蚀模型,分析了点蚀规则演化及不规则演化情况下的应力集中.结果表明,点蚀坑形貌比（a/2c）是影响应力集中（SCF）的重要因素,具有较大形貌比的点蚀坑往往比较危险,极大地降低了结构的承载能力;当点蚀区域发生局部溶解时,SCF会产生跳跃式的增长,相比于规则演化,此种情况下更容易促使点蚀向裂纹的转变.     

紧凑式热交换器设计选型的多级模糊优选决策分析

热交换器是过程机械的典型产品,是工艺过程中的关键设备之一,在现代工程中占有重要的地位。随着能源问题的日渐突显,节能降耗成为工业生产的重要目标,研制适用于不同工况要求的高效能换热设备已成为当前发展节能技术的关键,相应的设计方法和软件亟待开发。基于技术性能与经济性能综合考虑的思想,采用模糊优选理论中的模糊综合评价法和模糊物元分析法,针对紧凑式热交换器半结构性的特点,利用优选关系对比法进行了量化并建立了三级模糊优化选型,得到了较为理想的结果。     

Bi／Bi2O3晶格复合热电薄膜的制备及其性能研究

利用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备Bi／Bi2O3晶格复合热电薄膜,考察了溅射功率对单层Bi薄膜表面粗糙度和热电性能的影响,结果表明,当溅射功率为22W时,薄膜具有最小的表面粗糙度16.3nm,电导率和功率因子分别为2．9×10^4S／m和5．74μV／k^2m,单层Bi薄膜最佳的工作温度为85～105℃。Bi／Bi2O3晶格复合热电薄膜最佳的溅射层数为5层,其电导率和功率因子分别为9．0×10^4S／m和21．0μN／k^2m,分别比单层Bi薄膜提高了2．1倍和2．65倍。     

高温蠕变与断裂评价的若干关键问题

简要介绍了现代高温装置的发展现状, 认为高温装置的安全保障是后工业文明时代无法回避的问题. 为了实现重大高温装备的设计制造和安全运行, 高温下材料的寿命预测与结构失效评价是其中关键. 针对基于Arrhenius方程的寿命外推方法存在的问题, 提出要致力研究高温材料蠕变老化过程的物理化学动力学机理; 针对实际结构引入的复杂应力状态,提出应构建拘束下的高温断裂理论; 针对复杂载荷和环境的影响, 应建立多损伤机制下的材料--结构一体化的统一失效评价方法.     

基于分形理论的岩相图像识别与分析

基于分形理论 ,应用计算机数字图像处理技术 ,提出了一种岩相图像识别与分析的新方法。在对典型岩相图像进行图像处理的基础上 ,介绍了岩相轮廓的顺序跟踪识别方法 ,给出了岩相轮廓分形维数的具体计算公式和方法 ,最终得到不同岩相轮廓的分形维数。通过比较不同岩相的分形维数可知 ,同一种岩相轮廓具有比较接近的分形维数 ,而不同岩相分形维数相差较大 ,这说明分形理论可用于岩相图像识别与分析。