气垫式流浆箱仿人协调控制的实现

分析气垫式流浆箱的控制机理，基于操作者的操作经验和控制理论，组成一个基于仿人协调控制的流浆箱控制系统，实际使用表明该系统组成简单，运行可靠，操作方便。     

气垫式流浆箱控制方案仿真研究

针对造纸过程中气垫式流浆箱的控制问题,提出了模型预测控制（MPC）方案。首先描述了气垫式流浆箱控制系统模型,然后分析PID和MPC控制原理和具体实施方案,最后基于MATLAB平台,利用图形用户界面（GUI）设计技术,开发出了气垫式流浆箱控制系统计算机仿真软件。通过该仿真软件,分别对气垫式流浆箱中PID和MPC控制方案进行仿真比较。结果表明,对于气垫式流浆箱这类双输入双输出的控制系统,MPC具有更好的解耦性、稳定性和鲁棒性,其控制效果比较理想。     

扁平式气流粉碎机粉碎室流场的数值模拟

引　言超细气流粉碎机广泛应用于化工、矿业、材料、医药、颜料、涂料、化妆品等行业 .扁平式超细气流粉碎机是目前应用十分普遍的一种获得超细颗粒的粉碎机 .目前 ,对超细气流粉碎机的研究多集中在对机型和操作参数等方面 ,对粉碎机内腔流场的理论研究尚不多见 .叶菁、陈家炎等[1,2 ]曾对简化后的气流粉碎机模型进行二维速度场的研究 ,用源、汇、涡理论分析粉碎室流动特征 ,得到粉碎室的速度场中的径向速度、环向速度的表达式 ,该研究还采用激光多普勒测速技术测量粉碎室靠近中心管处的速度分布 ,结果显示计算值与测量值具有较好的吻合性 .…     

喷淋式GaN-MOCVD反应室的数值模拟及研究

本文以低压、旋转、垂直喷淋式的Ga N-MOCVD反应室为研究对象,运用计算流体力学(CFD)方法对反应室内部的输运过程进行了比较详细数值模拟及研究。数值模拟研究结果发现:在一定外延材料工艺生长参数范围内,加大进气流量(Q)可以有效抑制热浮力效应,从而使反应器内部的流场均匀分布。数值模拟结果不仅对Ga N-MOCVD反应室机械结构设计有重要的指导作用,同时也对高品质的外延材料生长工艺参数优化和调试具有重要的参考价值。     

水力旋流器湍流场数值模拟

<正> 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正.     

水平缝水力压裂数值模拟研究

自50年代以来,人们对水力压裂数值模拟作了比较全面的研究,但是现在的大部分模型都是以准静态的处理裂缝扩展过程,本文通过对渗流场和应力场的耦合,采用ABAQUS软件动态的模拟水力压裂裂缝扩展过程,并且研究了水平主应力差、注入排量和岩石弹性模量对裂缝扩展的影响。     

气垫式流浆箱解耦控制策略的研究

针对流浆箱的总压和浆位之间存在严重耦合的问题,提出一种基于BP网络的静态解耦方法,用进浆量去控制总压,用进气量去控制浆位,成功地实现了总压、浆位之间的解耦.实际运行结果表明该系统具有良好的控制效果,具有一定的推广价值.     

水力旋流器两相湍流数值模拟研究进展

数值模拟已经成为研究水力旋流器流场理论的重要手段,论述了国内外对于水力旋流器内两相流场的数值模拟研究进展,雷诺应力模型作为目前水力旋流器流场模拟的重要模型虽然已经得到广泛应用,但仍存在很大缺陷。通过分析研究成果提出了对于雷诺应力模型的改进和完善,今后对水力旋流器数值模拟研究的重点和发展方向。     

水力旋流器湍流数值模拟及湍流结构

采用湍流代数应力模型对水力旋流器内湍流场进行了数值模拟,数值计算结果验证了实测数据。用数值计算与实验研究相结合的方法深入揭示了旋流器内的湍流结构,结果表明,旋流器内湍动能分布呈两边高中间低的不对称鞍形;湍动勇耗散率分布与湍动能的分布有十分相似的规律;溢流管端以下内旋流区域中湍流压力脉动强度以及压力相对脉动强度均很大。     

气垫式流浆箱控制系统的设计

基于气垫式流浆箱的结构和工艺流程,提出仿人工智能算法,并基于该算法确定流浆箱自动控制的实现方法,给出了硬件构成和软件流程.实际投运结果表明,系统的浆位控制精度为±0.03％,总压控制精度为±0.05％.     

Performance assessment of multivariate control loops on a paper-machine headbox

A large number of control loops in the pulp and paper industry are multivariate in nature. The main control objective of these loops is to reduce process variation. The satisfactory performance of these loops is therefore important for maintaining product quality. This paper introduces a multivariate performance measure of such control loops. The multivariate minimum variance control performance which provides an absolute lower bound on process variance can be estimated from routine operating data, and serves as a good benchmark to assess control loop performance. The proposed measure of performance is evaluated by application to the multiloop control of a headbox machine.     

赛科裂解炉辐射段燃烧的数值模拟及优化

利用计算流体软件,采用合适的数学模型,对赛科（SECCO）裂解炉的两种设计方案进行数值模拟,得到裂解炉炉膛内流体流场、燃料燃烧和烟气温度场等详细信息,揭示了炉膛内烟气流动、燃烧和传热过程的相互影响及特点。模拟结果表明,底部燃烧器的原始设计方案中,热量分布不均,局部高温区,炉膛内温度梯度大;底部燃烧器加侧壁燃烧器的优化方案中,能提供较均匀的热量分布,炉膛内温度梯度小,有利于反应管均匀受热。     

基于BP网络的流浆箱双变量PID解耦控制

针对造纸工业中的气垫式流浆箱总压与浆位的非线性、强耦合特性,在分析与总结BP神经网络、PID控制等优点的基础上,设计了一种基于BP神经网络的双变量PID解耦控制器。该控制器可利用神经网络所具有的任意非线性表达能力,根据系统现场的运行状态,按照人为设定的性能指标,通过自学习和权值调整来整定PID控制的比例(kp)、积分(ki)、微分(kd)三个参数,最终实现具有最佳组合的PID控制,进而实现了气垫式流浆箱总压与浆位的解耦控制。同时,还针对气垫式流浆箱的线性模型和非线性模型进行了仿真,仿真结果表明:该解耦控制器具有实现简单、动态响应快、控制精度高等特点,有较高的实用价值。     

空气冷却式煤粉燃烧室数值模拟研究

双锥煤粉燃烧室在小容量工业锅炉中广泛采用水冷却方式,但随着市场对高容量锅炉需求的增加,双锥燃烧室体积增大、数量增多,如仍采用水冷却的方式将导致安装困难、水系统复杂等问题,亟需开发新的冷却方式。空气冷却形式具有结构简单、预热后的空气可以增加煤粉的着火稳定性等优点,需要考察其首次应用于双锥煤粉燃烧室中的效果。为了确定空气冷却式燃烧室燃烧和壁面冷却情况,采用数值模拟技术对14 MW工业锅炉燃烧室和炉膛进行三维建模,得到50%和100%两种负荷下不同内外二次风配风比例下燃烧室内部燃烧情况、金属壁面温度、出口火焰形状和炉膛充满度。结果表明:控制总空气过量系数不变,随着内二次风比例的逐渐增加,燃烧室内的平均温度逐渐降低;50%负荷下金属壁面温度随二次风比例的增加逐渐降低,100%负荷下金属壁面温度先降低后升高,这是内二次风助燃燃烧和外二次风的冷却共同作用的结果。随着内二次风比例的增加,金属壁面的高温区域逐渐后移,集中于后锥出口区域;在50%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.4时,金属壁面具有最高温度930 K,100%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.2时,壁面金属最高温度835K,2个最高温度均出现在后锥收缩段,据最高温度推荐壁面材料选取0Cr18Ni9,2种负荷下最高温度出现时燃烧室内的内二次风配风量为2 600 Nm3/h,应尽量使内二次风远离此配风量;50%负荷下燃烧室平均温度、金属壁面平均温度及最高温度均高于100%负荷,是空气冷却结构需要重点考察的工况。随着内二次风比例的逐渐增加,火焰长度先增加后减小,当内二次风过小时,出口气速较小,外二次风具有向中心的速度分量,火焰主要集中在炉膛前部。随着内二次风比例的增加,出口速度增大,火焰变长变细。但随着比例的继续增加,外二次风的轴向速度变小,出口火焰的旋流强度完全由二次风决定,出口旋流强度的增大导致了火焰的变短变粗,在2种负荷下,火焰长度较长时,内二次风比例为0.4~0.5。内外二次风比例为0.5∶0.5时,燃烧室内燃烧情况和壁面温度均匀稳定,火焰在炉膛内的充满度最好,是2个考察负荷下均较适合的运行参数。     

液压传动的重要研究方向——纯水液压传动

纯水液压以其绿色环保等特性成为液压界的重要研究方向。论述了纯水介质的含义,讨论了其研究内容和应用趋势,分析了纯水液压传动的优势,研究了由于其缺点造成的负面影响,阐述了解决泄漏、密封、润滑、磨损、腐蚀、气蚀等关键问题的措施。     

双室蒸发分离室内流动及蒸发过程的数值模拟

掌握双室双管程蒸发器分离室内汽液二相流动及蒸发过程特性是其进一步结构优化的基础,应用STARCCM+软件对分离室内隔离板上平衡孔的形状和位置对汽液二相流动及蒸发过程的影响进行了数值模拟。模拟结果表明:分离室内隔离板上平衡孔较佳的形状为圆形孔,其适宜的设置位置为距分离室底部与距汽液入口处距离之比在2∶3—2∶1之间。设置在该区域时,分离室内流场均匀,流动阻力损失较小,推动力较大;在平衡孔形状及位置较佳的情况下,分离室一内液位高于分离室二,隔离板两侧温度分布相对比较均匀,并能够建立起稳定的温度差和浓度差,在分离室上方汽液能够实现较好的分离;模拟结果进一步证实了双室双管程蒸发器实际操作的可行性。     

Numerical study of the dynamics of a spherical chamber with a branch pipe under an unsymmetrical,internal, pulsed load

Moscow. Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 25, No. 6, pp. 117–120, November–December 1989.     

基于粒子图像测速技术的流浆箱阶梯扩散器性能试验

采用粒子图像测速(PIV)系统对两种出口段型式阶梯扩散器的内流场进行了测试,得到了多种流量工况下阶梯扩散器轴向水平截面的速度分布、阻力损失及阶扩处空化等情况。测试结果表明,入口浆速为8～24m.s-1时,出口段横向速度分布在长径比为3～5时达到均匀,随后圆管出口段横向速度分布再由均匀发展到不均匀,而方管出口段的横向速度在达到均布后,后续流动没有明显不均匀的横向速度分布。入口浆速越大,对纤维的解絮越有利,但随着入口浆速的增大,流动阻力急剧增加,阶扩处空化区域增大,故在纤维充分分散的前提下,入口浆速以不超过空化的临界浆速为宜。研究表明,方管出口阶梯扩散器更适用于高速纸机,适当高的浆速和合适的形状尺寸是获得定量均匀、匀度好纸张的保证。     

Numerical and experimental investigation of a fluidized bed chamber hydrodynamics with heat transfer

The hydrodynamics and heat transfer of a gas-solid fluidized bed chamber was investigated by computational fluid dynamic (CFD) techniques. A multifluid Eulerian model incorporating the kinetic theory for solid particles was applied to simulate the unsteady state behavior of this chamber. For momentum exchange coefficients, Syamlal-O’Brien drag functions were used. A suitable numerical method that employed finite volume method was applied to discretize the equations. The simulation results also indicated that small bubbles were produced at the bottom of the bed. These bubbles collided with each other as they moved upwards forming larger bubbles. Also, the solid particle temperature effect on heat transfer and hydrodynamics was studied. Simulation results were compared with the experimental data in order to validate the CFD model. Pressure drops and mean gas temperature predicted by the simulations at different positions in the chamber were in good agreement with experimental measurements at gas velocities higher than the minimum fluidization velocity. Furthermore, this comparison showed that the model could predict hydrodynamics and heat transfer behaviors of gas solid fluidized bed reasonably well.     

规整填料在预蒸馏塔中的应用

波纹孔板规整填料在尿素工艺中的尾吸塔、解吸塔、二分塔等设备中应用广泛,均产生了明显效果。近年来又有厂家将其应用在预蒸馏塔中。笔者拟分析预蒸馏塔采用规整填料应注意的问题。