恒流操作下机械过滤仿真与优化运行

机械过滤过程是海水淡化处理的前端重要环节,对其优化运行研究有助于降低机械过滤成本。本文通过对深层过滤理论的研究,得到在恒流条件下,滤层孔隙率与滤饼压降之间的关系模型。以此为基础建立了以机械过滤器清洗周期为应变量,以机械过滤器年周期运行费用为目标函数的关系模型,通过仿真优化,得到机械过滤器的最佳清洗周期。且对机械过滤器在一个清洗周期内,孔隙率、滤饼压降等参数的变化情况作了探讨。研究表明,在恒流条件下,当孔隙率大于0.5之前,滤饼压降随着孔隙率的减小而缓慢增加,尤其在孔隙率为0.6～0.8之间,滤饼压降增加非常缓慢,在孔隙率小于0.5之后,随着孔隙率的减小,滤饼压降快速增加;通过对最佳清洗周期模型的分析,最佳清洗周期不受机械过滤器每年运行时间的影响,但受到停机清洗费用的影响较大,它随着每次清洗费用的增加而增加;在每次清洗费用不变的情况下,随着年运行时间的增加,年节约费用不断增大;在年运行时间不变的情况下,随着每次清洗费用的降低,年节约费用也在不断增加。     

板翅式换热器翅片表面流动特性测试系统

该文为更好地分析研究翅片表面流动特性,设计开发了翅片表面流动特性测试试验台,基于.NET平台,开发配套的上位机测控软件。根据测试方法的要求,提出了软件的架构,采用C#语言开发了测控软件。对翅片进行了重复性测试,分析了测试结果。运行结果表明,系统性能稳定、运行可靠、各项测试精度基本达到要求,能够满足研制、开发和生产过程中对翅片表面流动特性的检验要求。     

基于IGSA优化的LSSVM制冷系统故障诊断研究

为提高制冷系统故障诊断的准确率,提出一种基于改进引力搜索算法(IGSA)优化的最小二乘支持向量机(LSSVM)的制冷系统故障诊断方法。首先,引入粒子群算法的速度更新机制对引力搜索算法进行改进,增加粒子的记忆性和信息共享能力,提高了算法的收敛速度和搜索精度;其次,利用IGSA对LSSVM的核参数与正则化参数进行优化,得到最优的IGSA-LSSVM故障诊断模型。最后,利用故障模拟实验台模拟制冷系统的四种典型故障,将优化好的LSSVM模型对其进行分类识别,并与标准LSSVM、GSA-LSSVM和PSO-LSSVM模型进行比较。仿真结果表明,基于IGSA优化的LSSVM方法具有良好的辨识能力和泛化能力,能够更好地对制冷系统故障进行诊断。     

热泵热水器性能测试试验台测控软件开发

为更好地分析和研究热泵热水器的综合性能,设计和开发了热泵热水器性能测试试验台测控软件.在开发过程中,首先确定了软硬件的实施方案;重点阐述了该试验台的软件建模过程,采用面向对象的统一建模语言(unified modified language,UML),规范了程序开发流程,优化了系统结构.运行结果表明,测控软件的性能完善、工作可靠,可以作为对热泵热水器进行分析和研究的平台.     

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。     

热泵供暖系统动态操作节能优化

采用系统工程的方法优化热泵供暖系统操作, 实现节能运行具有重要意义。在建立热泵供暖系统基本动态方程的基础上, 给出了考虑室温控制精度和能耗节省的优化操控目标, 通过联立求解方法将原微分代数方程优化问题(DAOPs)转化为非线性规划问题, 然后对不同目标侧重下的动态操作优化问题进行了分析, 并提出了动态调整目标函数权重的优化策略。优化计算结果表明:在室温跟踪误差最大为0.85℃的情况下系统可实现16%以上的节能效果;环境温度和电价对系统操作优化具有重要影响, 根据两者的变化特征而动态调整目标函数权重可以进一步降低系统能耗4.7%左右。本研究对热泵供暖系统优化节能控制具有一定的现实意义。     

多级闪蒸海水淡化系统的稳态模拟与优化

多级闪蒸海水淡化是提供淡水资源的重要方法之一,而装置的产水性能受进料海水温度等多个参数影响,对系统进行模拟分析和优化操作具有重要意义。本文针对典型多级闪蒸海水淡化流程系统,在建立系统严格机理模型的基础上,对影响产水性能的多个参数进行了分析,并在此基础上以日运行费用最小为目标对系统进行了优化研究。首先,基于质量平衡、能量平衡以及热传递方程等建立了严格的数学模型,该模型考虑了闪蒸室的结构、物性随温度和浓度的变化、非理想性的差异等基本的物理化学现象。然后,在MATLAB平台下对系统进行了模拟分析,讨论了闪蒸级数、海水温度、循环水量、蒸汽温度对系统产水性能的影响。最后,针对固定淡水需求,以日运行费用最小为目标研究了不同海水进料温度情况下的优化操作问题,得到了不同海水进料温度下最优的循环盐水流量、热排放海水流量和加热蒸汽温度,以及在此情况下的费用情况。结果表明,该优化操作与常规操作相比可明显的降低系统运行费用,提高其造水比。     

基于XGBoost的冷水机组不平衡数据故障诊断

冷水机组运行数据分布有不平衡、非高斯、非线性、含噪声的特点,这给基于数据的冷水机组故障诊断带来了挑战.针对这些特点,提出了一种将局部密度过采样算法(Minority Oversampling under Local Area Density,MOLAD)和极限梯度提升算法(eXtreme Gradient Boosti...     

基于简约空间序列二次规划算法和混合求导方法的精馏塔操作优化

以开放式方程建立精馏塔严格机理模型,对精馏塔的操作优化进行了研究.根据精馏塔操作优化命题自由度低、模型结构稀疏且导数难以解析求解的特点,提出了基于简约空间序列二次规划算法（SQP）和混合求导方法相结合的精馏塔操作优化计算方法.在该方法中优化命题采用简约空间SQP算法求解,求解过程中需要的导数信息采用解析表达和预处理的自动微分技术求取.计算结果表明,本文方法在计算效率上大大高于基于差分求导的标准SQP算法,有利于在线实时优化的实施.另外本文优化结果也表明,精馏塔操作优化对提高产品产量、提高综合经济效益具有明显作用.