全流程卷式反渗透海水淡化系统操作优化

在对反渗透海水淡化系统流程和实际应用分析的基础上,提出了一种旨在降低总体操作费用的全流程反渗透海水淡化系统优化方法。首先根据系统变参数特点并充分利用蓄水池的缓冲能力,建立了反渗透过程机理模型、蓄水池动态过程模型以及变参数方程模型,实现了整个流程的方程描述。然后根据工艺流程和操作过程费用组成情况建立了总的操作费用模型,得到了全流程单位产水费用指标。在此基础上建立了以总体操作费用最低为目标、以开放方程描述的各模型方程为约束、以设备和产品质量限制为边界的优化命题,采用联立求解技术将该微分代数方程组成的优化（DAOP）问题转化为NLP问题后进行求解。最后对某海水淡化系统进行了实例研究。优化求解结果不仅表明本优化方法可以大幅降低实际操作费用,而且通过求解还可得到各种变参数条件下最优操作费用组成,以及实现费用最低的最优操作压力和流量变化曲线。本研究对优化海水淡化系统操作、降低总体操作费用具有重要意义。     

全流程卷式反渗透海水淡化系统操作优化

在对反渗透海水淡化系统流程和实际应用分析的基础上,提出了一种旨在降低总体操作费用的全流程反渗透海水淡化系统优化方法。首先根据系统变参数特点并充分利用蓄水池的缓冲能力,建立了反渗透过程机理模型、蓄水池动态过程模型以及变参数方程模型,实现了整个流程的方程描述。然后根据工艺流程和操作过程费用组成情况建立了总的操作费用模型,得到了全流程单位产水费用指标。在此基础上建立了以总体操作费用最低为目标、以开放方程描述的各模型方程为约束、以设备和产品质量限制为边界的优化命题,采用联立求解技术将该微分代数方程组成的优化(DAOP)问题转化为NLP问题后进行求解。最后对某海水淡化系统进行了实例研究。优化求解结果不仅表明本优化方法可以大幅降低实际操作费用,而且通过求解还可得到各种变参数条件下最优操作费用组成,以及实现费用最低的最优操作压力和流量变化曲线。本研究对优化海水淡化系统操作、降低总体操作费用具有重要意义。     

输油管道运行优化研究

输油管道的优化运行能够降低输油成本与能耗的有效措施,本文以输油管道热耗与电耗的耦合费用为目标函数,对输油管道运行优化影响因素、目标函数及需注意问题进行了分析,并以东北某输油管道为例,对管道运行优化计算结果进行了分析。     

输油管道运行优化研究

输油管道的优化运行能够降低输油成本与能耗的有效措施,本文以输油管道热耗与电耗的耦合费用为目标函数,对输油管道运行优化影响因素、目标函数及需注意问题进行了分析,并以东北某输油管道为例,对管道运行优化计算结果进行了分析。     

半连续脂肪酸甲酯化过程的研究(Ⅱ)——操作优化

对半连续脂肪酸甲酯化的操作优化问题进行了研究.定义生产费用为操作优化的目标泛函,选择甲醇进料速率为控制变量、反应压力为控制参数,分别应用动态规划法和Powell法对上述操作优化问题求解.两种方法求解的结果是一致的,采用优化的操作将使生产费用降低5%～15%,特别对有催化的快速甲酯化过程,优化操作的效果更明显.文中还讨论了价格等因素对优化操作策略的影响和求解计算量问题.实验表明,由理论计算得到的优化操作策略和目标是可以实现的.     

成品油管道启泵方案优化研究进展

在成品油通过管道输送的费用中,泵站耗电费用占运行费用的很大一部分,所以以能耗费用为目标函数通过优化手段进行启泵方案的优化不仅可以节约成本、使经济效益提高,还可以降低能耗、减少碳的排放。从启泵方案优化的算法以及所建立了模型的类型两方面出发,基于国内外相关领域前人的研究成果,对目前成品油管道启泵方案优化的研究进行总结、评述。之后剖析成品油管道启泵方案优化研究中的子问题,并对其中的一些重要问题的处理方式进行梳理、评价和思考,最后针对此研究方向值的提高和改善的方面进行总结。     

基于遗传/模拟退火算法考虑压降的换热网络优化改造

工艺系统中需要加入新物流、现存的换热网络结构需要改动、换热网络有较大的能量回收潜力,这些都是换热网络需要进行改造的原因.本文基于非等温混合分级超结构,建立了换热网络优化改造的MINLP数学模型,同时考虑了改造后的公用工程费用、新增换热器的费用、原有换热器新增面积的费用、新增动力设备的费用.将用于换热网络综合的分级超结构模型进行了简要的改进,增加了一些和现存设备相关的限制条件和二元变量.通过对现存换热网络进行分析,充分的利用原有的换热设备和换热网络结构,基于GA/SA算法求解可 得到优化改造的换热网络结构.实际算例的计算结果和文献结果对比表明,本文得到的改造方案用较少的投 资,实现了较多的公用工程节省,新增设备费用的静态投资回收期为0.53年,为换热网络改造提供了好的可行方案.     

半连续脂肪酸甲酯化过程的研究(Ⅱ)——操作优化

对半连续脂肪酸甲酯化的操作优化问题进行了研究.定义生产费用为操作优化的目标泛函,选择甲醇进料速率为控制变量、反应压力为控制参数,分别应用动态规划法和Powell法对上述操作优化问题求解.两种方法求解的结果是一致的,采用优化的操作将使生产费用降低5%～15%,特别对有催化的快速甲酯化过程,优化操作的效果更明显.文中还讨论了价格等因素对优化操作策略的影响和求解计算量问题.实验表明,由理论计算得到的优化操作策略和目标是可以实现的.     

活性污泥废水处理系统的优化

提出了基于活性污泥处理系统的模型,目的是优化能量消耗和提高废水排出质量。采用ASM1模型来模拟生物反应,对包括硝化、反硝化和曝气等复杂过程的活性污泥废水处理系统进行了模拟和优化研究。对比模拟结果和优化结果得到以下结论:对废水处理过程进行优化后,提高了废水出口质量,出口处的TSS、COD、BOD和TKN全部满足环境标准,同时降低了操作费用(约1/4)。     

油田内部短距离输油管道运行参数的优化

针对油田内部短距离输油管道的输量逐年降低而运行能耗逐年上升的问题,在保证管道输送平稳运行前提下,依据热力学和动力学相关理论,以能耗费用(热力费用和动力费用)最低作为目标函数,建立优化数学模型。通过优化模型对油田内部短距离输油管道的运行参数进行优化,降低管道输送能耗。     

Experimental investigation of the behavior of variably confined concrete

The behavior of concrete subject to variable levels of confining pressure under concentric axial loading is presented. An extensive experimental investigation of this behavior, using FRP-confined concrete cylinders, is used to develop an understanding of the relationships required to accurately model the behavior of concrete subject to passively induced varying levels of confinement. In particular, the relationship between transverse and longitudinal strains—the dilation relationship—is investigated and a model for this behavior, based on the stiffness of the confining materials, is proposed.Concrete compressive strength is observed to increase with increasing confinement. Axial strain capacity is observed to increase to a greater degree than the compressive strength resulting in a more ductile axial stress-strain behavior for confined concrete as compared to unconfined concrete. The axial stress-strain behavior is also observed to change from parabolic to bilinear as the level of confinement is increased.     

燃烧器出口磨损数学模型的建立及其应用

燃烧器出口磨损速度决定着其使用寿命。在研究了燃烧器内高速煤粉流对壁面磨损情况后,建立了具有普遍意义的燃烧器磨损预测模型。进一步研究模型得出:燃烧器出口磨损主要与煤粉流量、煤风速度、煤粉粒径、壁面温度、壁面煤粉浓度、出口收缩角、壁面温度等参数及出口材质等因素有关,降低上述参数值及增加出口材质耐磨性等方法能有效减少磨损。由该模型计算出的回转窑燃烧器寿命与实际使用寿命基本吻合,这证明了模型的可靠性。某厂用该模型指导现有燃烧器工作参数的优化,使平均寿命增加了300多天。     

岩体结构面对大跨度隧道工程稳定性影响初步研究

基于对沈阳至大连（简称沈大）高速公路扩建工程韩家岭隧道区域调查和分析，研究了岩体结构面对隧道施工过程的影响，围岩失稳方式及可能遇到的问题，并提出了解决这些问题的措施。     

乙醇发酵过程模型及模拟优化研究进展

综述了乙醇发酵模型及模拟方面的研究,总结了各种模型的特点以及模拟的难点.Monod方程能较好地描述乙醇发酵的各种竞争性抑制作用,模拟的难点在于模型的优化求解;反应器中的乙醇发酵模型包括传质模型,模拟的难点在于采用总传质系数简化求解过程,并涉及非稳态平衡计算;纤维素发酵是大量制取廉价乙醇的方向,发酵模型中需综合考虑酶解、发酵及抑制作用等,模拟计算过程复杂.结果说明,对发酵过程进行模拟优化,是降低乙醇生产成本、促进乙醇大规模工业化生产的有效途径.提出乙醇发酵模型模拟方面的发展方向为:解决纤维素发酵的关键问题,并形成应用软件,有利于后续工业化中的优化控制等过程.     

由高岭土制备聚合氯化铝反应器计算

酸浸法是利用高岭土生产铝盐产品及其深加工产品的基本方法。盐酸浸取高岭土中的氧化铝是制备聚合氯化铝的基础反应，通常采用间歇反应器进行反应。文章以酸浸反应动力学为基础，研究反应器体积的计算方法。影响反应器体积大小的主要因素有物料浓度、氧化铝浸出率、反应温度和反应时间等。对诸因素应加以综合考虑，选择适宜的操作条件十分重要。     

滤床过滤系数的确定方法

过滤系数λ是表征深层过滤性能的重要参数,用试验的方法测定滤床过滤系数较为复杂。通过试验法和数学模拟法对不同粗细的滤料滤床进行研究,确定其λ的具体值,通过比较两者的结果发现,利用数学模拟法替代复杂的试验方法来确定实际滤床的过滤系数和预测运行状况是简便可行的。     

精馏塔底部液位控制不准的原因及改进

精馏塔塔底液位波动很大，主要原因是浮球的安装位置离抽出口太近；塔板少，使得下落的介质不断冲击浮球，造成浮球误动作，同时由于物料下落没有阻碍，引起塔底液位上部呈泡沫状，造成虚假液位等。     

正丙醇黏度方程研究

正丙醇被广泛应用于化工、医药和农业等领域,可靠的热物性数据是理论研究和工程应用的基础。黏度作为流体重要的热物理性质之一,在生产流程的设计与优化和产品质量监测等方面具有重要意义。通过实验测量得到的黏度数据一般离散分布于不同的热力学状态,在工程中难以直接应用,因此,建立可靠的黏度方程以实现任意状态黏度的计算非常必要。经文献调研发现,目前缺少宽范围、高精度的正丙醇黏度方程,基于国内外已发表的实验数据开发了正丙醇高精度黏度方程。该方程不仅能够很好地复现实验数据,而且具有合理的外推性,其温度适用范围为150~400 K,压力适用范围为0.1~120 MPa,方程在计算范围内估计不确定度为1%~5%。     

充装量及筒体长度对车载LNG气瓶共振频率影响的数值模拟分析

以大容积车载液化天然气(LNG)气瓶为研究对象,分析不同充装量和不同筒体长度下的各阶共振频率随这两个参数变化的规律。当筒体长度不变时,随着充装量的增加,气瓶共振频率逐渐减小,按照标准最大允许充装率90%时,气瓶一阶共振频率已减小到国标允许的40 Hz以下,使用时容易引起气瓶内胆轴向窜动引发失效。当充装率90%保持不变时,随着筒体长度的增加,气瓶共振频率也呈现减小的趋势,当筒体长度为原长的0.8倍时,气瓶共振频率便低于40 Hz,而且随着长度增加将进一步降低,产生共振可能性加大,不满足国家对车载气瓶共振频率的要求。上述研究说明,评价气瓶抗振性能时应考虑内部介质充装率的影响,建议采用最大充装率为90%的气瓶作为判定该类型气瓶共振频率是否达标的条件。另一方面,当采用增加筒体长度扩大盛液容积时要注意共振频率随筒体长度降低的问题,避免结构振动破坏。     

A Method of Estimating the Strength of Adhesive Bonded Joints of Metals

The strength of adhesive bonded joints is investigated both analytically and experimentally. The deformed states of lap joints under tensile shear loading are analysed by the finite element method on the assumption of elastic deformation. A method of using the adhesive strength law is proposed to estimate the joint strength. The adhesive strength law is experimentally determined by subjecting butt joints of two thin-walled tubes to combined axial load and torsion. The strength of lap joints is determined by adopting the adhesive strength law to the adhering interface as well as the strength law of adherend and adhesive resin. The calculated strain distribution and strength of the joints are compared with the experimental results. The effects of the joint configurations on the deformation and strength are discussed. It is shown that the proposed method is useful to predict the joint strength.