平行流换热器两相流分配模型的建立与验证

制冷剂的分配不均对平行流换热器的换热性能会产生重大影响。基于T型管的T-junction模型,联立质量方程和压力方程,设计合适的算法建立平行流换热器两相流流量分配的模型,该模型的优势在于无需已知分歧管流量可模拟分歧管的分配特性。在此基础上,将模型的计算结果与实验数据对比验证,验证了模型有效性,为平行流换热器的设计提供合理的依据。计算并分析了干度与质量流量对平行流换热器分配的影响,结果表明干度对平行流换热器分配的影响不大。在干度不变时,提高流体的质量流量可以对平行流换热器流量分配进行改善。     

钢厂能耗分析与评价的研究进展

论述了生产工艺发展、工艺流程结构变化及余热余能利用技术应用对钢厂能耗的影响,以及钢厂能耗分析与评价方法的研究进展.指出基于物质流系统的能耗分析应注重主生产工序间物流状况及各工序的工艺改进,基于能量流系统的能耗分析更重视能量子系统间的能源供求匹配、能级匹配;钢铁产品生命周期分析将能耗研究范围扩展至钢铁生产过程的上、下游环...     

低温多股流板翅式换热器设计优化方法研究进展

针对多股流体流动换热、复杂翅片结构优化、多重通道排布匹配以及低温工程应用等特点,本文归纳分析了低温多股流板翅式换热器结构设计中凸显的流股换热匹配、通道分配排列、多物理场叠加以及低温特殊工况下的应用等问题。总结了在通道结构优化与零部件设计中,通过翅片通道传热流动特性及相关性能评价方法来指导结构选型。文章还深入分析国内外现状,讨论了板翅式换热器的研究热点与发展方向。文章指出低温多股流板翅式换热器应用于大型空分等石化工业流程中优势明显,可显著提高气体液化率,降低实际能耗,进而提升系统运行效率。因此,对于实际应用中可能遇到的设计问题,应考虑结合局部换热网络与多流股匹配、翅片结构设计与通道排列算法优化、多场仿真与试验研究等手段形成合理优化方法和设计框架,来摆脱目前传统经验试凑所带来的限制。     

Moldflow模流分析在注塑过程中的应用

以某汽车车灯面罩为例,利用Moldflow软件对塑件进行浇注系统和冷却系统设计,并进行注塑过程的充填、流动、冷却和翘曲等模流分析,从而验证模具布局是否合理,注塑工艺参数设计是否恰当,防止产生各类缺陷,缩短模具开发周期,减少试模次数。通过模流分析可有效控制注塑生产合理的生命周期,提高产品的合格率。     

复杂化工过程系统的能值计算方法

针对复杂过程系统的生态化设计,研究系统内部及输出流股能值的计算策略和方法。基于系统能量或质量流程图,确定系统内外的能流、物流的分布和能量分配系数,通过建立复杂系统能值计算的循迹法,确定系统各种输入能值在系统内的分配,解决复杂系统内部联结各单元的流股能值准确计算问题。基于该方法,对玉米燃料乙醇生产过程系统进行了能值分析和评价。     

基于Polyflow的塑料流延模具设计与仿真分析

针对在塑料流延模具设计过程中部分参数需要通过实验才能够确定的问题,运用有限元分析软件Polyflow,通过仿真分析得到了需要反复实验才能够确定的模具结构参数数值,同时经过实验验证了仿真分析所确定的模具结构参数数值的合理性,得到合理的模具结构,保证了流延膜的产品质量。结果表明,使用CAE技术对塑料流延模具进行辅助设计,可以保证模具设计的质量,缩短开发周期,降低开发成本。     

基于MFA方法纯碱生产过程物质流及能量流分析

基于某纯碱企业的现场调研和台账数据,运用物质流分析（MFA）方法对纯碱生产过程的盐水工序、石灰石煅烧工序、碳酸化工序等主要环节中的资源、能源消耗和污染物排放量进行了计算分析。计算结果表明,每生产1 t纯碱消耗原盐1.6 t、石灰石1.2 t、焦炭0.1 t、电能200 kW·h、蒸汽热能12 000 MJ,产生废气1.4 t、废液10 t、废渣1.7 t。     

低温过程多流股换热器网络综合

多流股换热器主要应用在低温过程领域.本文针对低温过程换热器网络的特点,基于流股虚拟温度的T-H图提出了利用遗传/模拟退火算法进行低温过程换热网络综合的方法.低温过程传热温差较小,在流股温差贡献值的选取上充分考虑了流股热力学平均温度的影响,使其取值更加合理;冷公用工程的利用不同于常温换热网络,温度越低其相应的费用越高,通过采用分批-逐次利用的原理分配冷公用工程,得到冷公用工程的温位及相应的匹配位置,能够有效地利用过程系统的传热温差,降低换热网络的操作费用;该方法利用虚拟T-H图法产生初始解,具有决策变量少,产生初始解均为可行的特点,能显著提高遗传模拟退火算法的计算效率,并适用于不同材质、不同传热膜系数网络的设计和优化;以国内某乙烯装置脱甲烷塔预冷系统综合为实例进行了分析.     

从包含腐蚀金属污染物的羰基化过程流中除去胺化合物

正用于从衍生自羰基化过程的过程流中除去胺化合物的方法。胺化合物可以作为碘盐存在。过程流也包含腐蚀金属污染物。通过使部分过程流与滑流混合以形成具有大于50w%的水浓度的含水物流而除去胺化合物。使含水物流与交换树脂接触以除去胺     

填料对聚醚醚酮注射成型影响模流分析

采用Moldflow 软件对聚醚醚酮（PEEK）型材接头的注射成形进行了设计与模流分析，从注塑流动过程和成型件质量等角度，研究了PEEK物料中填料种类与含量对注射压力、锁模力、成型件纤维取向张量分布、成型件翘曲量等的影响。结果表明，添加填料可以改善物料流动特性，玻璃纤维填料可以优化其力学阈值，高模量碳纤维可以显著增强成型件刚度、降低翘曲度，增加填料含量可以优化成型件刚度；通过本研究可以有针对性地搭配PEEK型材的填料种类和含量，保证注射成型质量。     

Identification of economic potentials in production processes: An industrial case study

Process improvement is mainly triggered by quality, safety, environmental considerations or economic potentials. First, ideas for problem solving and the related economic potential need to be analyzed before proceeding to measure, cost and risk assessment.Economic process improvement potentials and options for realization are identified using a Three Stage Method developed in BASF's Process Engineering department. The method is applied to a case study involving two products and a process improvement option.The main tool for this analysis is based on systems technology and material and energy flow analysis. Cost analysis and allocation are based on the results of material and energy flow analysis and provides a basis for developing engineering solutions. The method and the tools are applicable to a wide range of scales including global interactions of production processes and supply chains.     

空气与水逆流直接接触热质交换过程模型计算及分析

Based on reasonable model hypotheses and the energy analysis of heat and mass transfer of air and water in a direct contact counter flow, a set of general equations that can describe the internal relationship between the state parameters of air and water and dimensionless parameters of transfer process are given. A method utilizing MATLAB to solve these general equations is also proposed. Calculations and analysis with the model of a cooling- dehumidifying process give a consistent result with that of previous experiment. A new method for designing equipment such as evaporating cooler and cooling tower, and for analyzing experiment data of heat and mass transfer of air and water in a direct contact counter flow can be derived from this study.     

光伏光热一体化系统流量的分析与优化

建立水冷型PV/T热水系统模型并搭建实验台,从发电量、集热量和水泵耗电量各方面考虑,模拟计算流量变化对系统性能的影响,并结合相对应工况下的实验数据进行对比分析。结果表明：存在最佳流量值使得水冷型PV/T系统综合效率最大,最佳流量值大小与太阳辐射值为正系数线性关系,南京夏季典型工况下系统的最佳流量在0.02kg/（s·m²）左右。以此为基础,本文提出了变流量运行方式优化系统性能,即根据太阳辐射强度调整系统运行流量使水冷型PV/T全天运行时刻处于最高综合效率,结果表明：以实际工程0.072m³/（h·m²）定流量运行为参照实验,全天运行变流量系统实际能量比其多收益19808J。因此,对PV/T系统流量的分析和优化是极有意义的,变流量运行有实际应用前景。     

不同分析流路测定烟草总氮的对比研究

分别使用宏流分析流路和微流分析流路测定烟草及其制品中的总氮,比较2种基于不同分析流路的流动分析仪对烟草及其制品中总氮检测的优缺点,涉及流路及参数设置、试剂消耗量、测样速度、仪器漂移情况、线性、准确度、精密度、样品分析及加标回收率等方面。结果表明:相比宏流分析法,微流分析法对连续流动分析仪流路的线圈匝数、泵管内径和流速等进行全新优化设置,该方法试剂消耗量少,一次性进样60杯不会出现基线抬高、峰型漂移,分析速度快(60样品/小时)。但对于检测限和定量限参数,宏流分析流路更佳。     

单机多产品注塑过程的节能调度方法

为减小单机多产品注塑过程的生产总能耗,提出一种基于旅行商算法(TSP)和遗传算法(GA)的节能调度方法。研究了注塑生产总能耗的3个重要组成:产品切换能耗、过渡调整能耗和稳定生产能耗,建立了产品切换过渡的能耗模型。以单产平稳模态为节点、过渡模态为支路,建立了单机多产品过程生产总能耗的有向图模型,将单机多产品能耗优化问题转化为经典的TSP问题。采用基于遗传算法的多目标逐层优化与TSP路径寻优思想,搜索各个单产平稳生产下的最优操作参数以及多产品的最优生产顺序,以期降低生产总能耗。该方法可提高生产效率,降低生产能耗。应用研究结果验证了方法的可行性和有效性。     

基于转运模型的功交换网络综合

功交换网络作为能量回收系统的重要组成部分,其设计水平的高低对过程系统的能耗将有着重要的影响,但是目前对功网络综合的研究仍处于理论研究的起步阶段.本文根据功级联分析,首次提出了一种基于转运模型进行功交换网络综合的新方法.该方法以公用工程用量最小为目标函数,建立了适用于等温过程的LP数学模型.通过提出构造低压流股压力中间值的策略,解决直接式功交换匹配过程中压力约束的限制,在每个压力间隔内寻求可行流股匹配,从而得到功交换的初始网络结构;再根据所提的合并相邻压力间隔的策略,进一步减少公用工程用量,进而达到优化网络结构的目的.最后通过实例计算,验证了本文方法的可行性及有效性.     

DMTO装置基于IDA与节能潜力框架的能效分析

为全面分析技术和管理水平、负荷、生产结构、耗能工质等因素对装置能效、节能量和节能潜力的影响, 提出采用IDA指标分解的能源绩效分析和节能潜力分析的综合框架分析DMTO装置的能效。提出的分析框架能综合并且真实有效地反映出能源使用的活动水平、能源结构和能源强度等因素的影响, 并能量化装置的技术与结构对节能量的影响, 因而可以直观地揭示提高能效、降低能耗和节能的有效实施途径。DMTO装置的示例分析, 验证了IDA能效分析与节能潜力分析方法的一致性和实用性, 为提出方法广泛用于能效管理与节能的实践奠定了坚实的应用基础。     

NGD反应器气相流场及能耗特性研究

高倍率灰钙循环脱硫(NGD)技术具有投资和运行成本低、占地面积小、节水和可避免有色烟羽等优点,在燃煤工业锅炉领域具有较好的发展前景,而已有研究主要关注脱硫反应过程及其影响因素,尚缺乏对NGD反应器内流场和能耗的认识。笔者基于熵产分析方法建立了NGD反应器能耗的定量分析模型,NGD反应器能耗包含因烟气散热引起的能耗和黏性流体流动引起的能耗,其中,黏性流体流动引起的能耗包含湍流耗散和壁面摩擦,此外,由于NGD反应器高度达20 m以上,其进、出口压降还应考虑位置势能变化,因此,NGD进、出口压降包含位置势能变化、湍流耗散和壁面摩擦引起的压降。以某30 t/h煤粉工业锅炉配套的NGD反应器为研究对象,采用CFD方法模拟脱硫反应器内的流场分布,并在此基础上通过能耗分析模型研究脱硫反应器内的能耗组成和分布。结果表明,CFD方法和能耗分析模型计算的NGD进、出口压降与测量值的偏差分别为0.4%和9.6%,因此,CFD方法和能耗分析模型能较为准确地预测脱硫反应器内黏性流体流动引起的能耗,NGD反应器内黏性流体流动和烟气散热引起的能耗分别占NGD总能耗的96.2%和3.8%,可见黏性流体流动对NGD能耗起主导作用,位置势能变化、湍流耗散和壁面摩擦引起的压降分别为237.6、347.4和57.5 Pa,可见湍流耗散对NGD反应器能耗起主导作用。将NGD反应器划分为上部主体反应区、中部加速区和下部烟气入口区,由于黏性流体流动过程中的能量耗散来自不同流层速度差引起的摩擦耗散,因此能耗大小主要取决于不同流层间的速度梯度,而中部加速区平均速度较大且流场分布极不均匀,导致单位体积湍流熵产远高于其他区域,因此其体积虽仅占3.6%,但其熵产占NGD反应器总熵产的53.8%;上部主体反应区速度分布较为均匀且平均速度较小,但其体积占NGD反应器体积的83.3%,因此中部的熵产仍然较大,占总熵产的40.1%;下部烟气入口区流场分布极为不均匀但平均流速较小,单位体积熵产率从下往上逐渐增大,其体积比为13.1%,熵产占总熵产的比值为6.1%。可见,上部和中部是能耗的主要区域,尤其是中部加速区是降低NGD反应器能耗的主要目标区域。     

DSMC方法在大规模气固两相撞击流中的应用

将直接模拟Monte Carlo（DSMC）方法应用于颗粒数目庞大的大规模气固两相撞击流的数值模拟研究,旨在解决基于拉格朗日法模型难以模拟含大量颗粒碰撞的多相流问题,建立了气固两相撞击流的数理模型。应用所建立模型计算分析了撞击流中的气相流动、颗粒运动、颗粒及颗粒碰撞位置分布;并对模型中考虑颗粒碰撞和不考虑颗粒碰撞时,计算获得的颗粒运动行为、停留时间以及对气相的影响等结果进行了对比分析。结果表明：经发展,DSMC方法能够有效地应用于大规模气固两相撞击流的数值研究;颗粒运动区域可分为颗粒碰撞区、颗粒射流区和颗粒发散区;颗粒碰撞主要发生在颗粒碰撞区内,使得颗粒在该区域富集,且明显缩短颗粒在撞击区的停留时间;在所研究的较小固气比条件下,颗粒的存在对气相流动的影响不显著。