低温非热平衡圆柱温度分布特性的数值分析与实验

为研究复杂传热条件下,低温非热平衡圆柱表面温度分布特性及相关控制手段,本文以单纯顶部送风为基础,建立了附加局部送风、附加辐射屏两种传热条件下的非热平衡圆柱体的传热模型,通过数值模拟方法分析了该柱体的径向温度梯度、体温度不均匀度、面温度不均匀度等温度特性,并通过实验验证了数值模拟结果的准确性。在此基础上定量分析了不同传热方式和运行参数对温度特性的影响规律,从传热方式、结构设计、运行参数三个角度,提供了控制柱体温度特性的方案。结果发现:相比于只有单纯顶部送风,设置局部喷口送风可使柱体平均温度的降幅提升5.1％,柱体温度不均匀度降幅提升38.3％,同时降低了柱体面温度不均匀度,并将柱体温度梯度控制在近导热面侧;附加低温辐射屏后,对流和辐射的耦合传热可使柱体平均温度降幅减少23％,柱体温度不均匀度降幅提升57.5％,同时降低了柱体面温度不均匀度。     

基于模糊PID的低温环境试验系统控制特性研究

将模糊控制和增量式PID控制相结合，针对双调节阀协同工作的液氮蒸发制冷低温环境模拟试验系统，设计了一种模糊PID温度控制策略。通过开展预试验与系统辨识，确定了被控对象的状态空间模型，并在此基础上对试验系统的温度控制特性进行仿真研究。结果表明，和传统PID控制相比，模糊PID控制调节迅速、控制精度高。在此基础上，基于某实际试验系统开展了温度控制试验。试验和仿真结果证明，模糊PID方法在大型低温环境模拟试验系统温度控制中具有良好的精度和稳定性，该控制方法易于应用于同类试验系统，对相关应用中温度控制策略的设计具有指导意义。