溴化锂吸收式制冷机热力优化设计与故障诊断方法及性能实验的研究

摘要

该文的主要工作旨在建立能够模拟溴化锂吸收式机组热力和流动状态的综合优化设计计算型,并在不同类型的机组中予以实验验证;研制热力系数更高、真正实现节能高效的吸收式机组;寻求可对机组故障进行定性与定量分析的逻辑诊断方法和基于这些方法的故障诊断专家系统;应用具有动态导航与参数化功能的智能型CAD软件进行溴化锂吸收式机组的产 品开发与设计以及利用自行研制的先进CAD软件进行溴化时吸收式机组的产品开发与设计以 及利用自行研制的先进CAT系统对机组性能进行动态在线测试.详细地介绍了利用故障树分 析(FTA)和事件树分析(ETA)进行系统故障诊断的基本原理,以及利用这两种方法定性和定量的数学分析方法.作者首次将故障树分析(FTA)应用于溴化锂吸收式机组典型故障的定性、 定量分析;并使用事件树分析(ETA)对溴化锂吸收式机组运行中的某些过程和状态进行了分 析.创造性地提出了基于FTA和ETA的溴化锂吸收式机组故障诊断专家系统的理论框架.成功研制出采用高性能计算机和电子技术居于目前国内领先水平的多功能一体化的溴化锂吸收式机组全性能CAT测试台.系统叙述了作者独立研制开发的三种不同形式溴化锂吸收式机组的 结构和工艺特点.机组中创造性地采用了多种强化传热、传质先进技术和结构工艺,并进行了相应的理论分析及实验研究.

目录

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主要符号表

第一章绪论

§1.1溴化锂吸收式机组的发展历史

§1.1.1国外溴化锂吸收式机组的发展历史

§1.1.2国内溴化锂吸收式机组的发展历史

§1.2溴化锂吸收式机组的特点

§1.3溴化锂吸收式机组的应用

§1.3.1溴化锂吸收式机组在热电冷联产联供中的应用

§1.3.2溴化锂吸收式机组在燃气轮机电站空气冷却中的应用

§1.3.3溴化锂吸收式机组在余热回收中的应用

§1.4溴化锂吸收式机组的发展方向

§1.5本文工作的背景及主要内容

第二章溴化锂吸收式机组优化设计原理

§2.1概述

§2.1.1溴化锂吸收式机组传统的设计计算方法

§2.1.2溴化锂吸收式机组传统设计方法的局限性

§2.2 LiBr/H2O溶液的热力性质实验数据库

§2.3 LiBr/H2O溶液热物性的数值计算方法

§2.3.1溴化锂水溶液的平衡(p-t)方程

§2.3.2溴化锂水溶液的热焓-浓度(i-ξ)方程

§2.4溴化锂水溶液的高温物性

§2.4.1高温溴化锂水溶液的平衡(p-t)方程

§2.4.2高温溴化锂水溶液的热焓-浓度(i-ξ)方程

§2.5溴化锂吸收式机组优化设计的数学模型

§2.5.1溴化锂吸收式机组的设计变量

§2.5.2溴化锂吸收式机组的优化目标

§2.5.3溴化锂吸收式机组的约束条件

§2.5.4溴化锂吸收式机组优化设计的数值迭代计算

§2.6本章小结

第三章单效和双效溴化锂吸收式机组的设计计算模型

§3.1溴化锂吸收式制冷循环

§3.1.1单效溴化锂吸收式机组制冷循环

§3.2溴化锂吸收式机组的传热计算模型

§3.2.1单效和双效溴化锂吸收式机组计算

§3.2.2传热系数的计算

§3.2.3传热温差的计算

§3.2.4机组热平衡及性能系数(COP)的计算

§3.3直燃型机组高压发生器的设计计算模型概述

§3.4直燃型机组炉膛辐射传热的计算模型

§3.4.1烟气特性计算

§3.4.2热平衡及燃料消耗量计算

§3.4.3炉膛传热计算

§3.5直燃型机组高压发生器对流段的传热计算模型

§3.5.1水管式高压发生器光管管束传热计算

§3.5.2水管式高压发生器肋片管管束传热计算

§3.5.3水管式高压发生器光管管束对流段烟气阻力计算

§3.5.4水管式高压发生器肋片管管束对流段烟气阻力计算

§3.5.5火管式高压发生器对流段传热计算

§3.5.6火管式高压发生器对流段烟气阻力计算

§3.5.7火管式高压发生器对流段等烟速设计

§3.5.8高压发生器设计计算模型的实验研究

§3.6本章小结

第四章多效溴化锂吸收式机组的研究与实验

§4.1发展多效溴化锂吸收式机组的意义

§4.2典型三效和多效溴化锂吸收式制冷系统

§4.2.1利用冷凝热的三效和多效机组

§4.2.2利用冷凝热和吸收热的三效和多效机组

§4.3多效溴化锂吸收式机组的技术关键及若干解决方案

§4.4耐腐蚀性高效传热管的性能实验

§4.4.1传热实验

§4.4.2耐磨性实验

§4.5本章小结

第五章FTA和ETA与澳化锂吸收式机组故障诊断专家系统

§5.1故障树分析(FTA)

§5.1.1概述

§5.1.2故障树FT的建造

§5.1.3 FT的数学表述及运算法则

§5.1.4 FTA的定性分析方法

§5.1.5 FTA的定量分析方法

§5.1.6重要度分析

§5.1.7 FTA法的应用实例

§5.2事件树分析(ETA)

§5.2.1 ETA的理论基础

§5.2.2 ET的简化

§5.2.3 ETA法的应用实例

§5.3基于FTA和ETA的故障诊断专家系统

§5.3.1专家系统概述

§5.3.2 FTA和ETA在故障诊断专家系统中的应用

§5.3.3基于MCS技术的故障诊断-预测专家系统

§5.4本章小结

第六章智能化CAD和CAT技术在机组设计中的应用研究

§6.1智能化CAD技术在溴化锂吸收式机组设计中的应用

§6.1.1通用AutoCAD软件在机组设计中的局限性

§6.1.2智能化CAD软件HMCAD的主要特点

§6.1.3 HMCAD在溴化锂吸收式机组设计中的应用

§6.2溴化锂吸收式机组CAT测试台

§6.2.1溴化锂吸收式机组CAT测试台的技术特点

§6.2.2溴化锂吸收式机组CAT测试台的技术指标和功能

§6.2.3溴化锂吸收式机组CAT测试台的系统结构

§6.3本章小结

第七章溴化锂吸收式机组的研制与实验

§7.1 5.8kW微型蒸汽单效溴化锂吸收式冷水机组

§7.1.1国内外小型溴化锂吸收式机组的研制概况

§7.1.2机组的研制背景与要求

§7.1.3机组的主要技术指标

§7.1.4机组的设计方案

§7.1.5磁力循环泵的研制

§7.2双效溴化锂吸收式冷(温)水机组

§7.2.1机组的循环方式

§7.2.2机组传热传质的强化方法

§7.2.3机组的结构特点

§7.2.4机组的工艺特点

§7.3 350kW蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组的研制与实验

§7.3.1机组的主要技术指标

§7.3.2机组的工作原理

§7.3.3机组的结构工艺特点

§7.3.4高效传热管实验

§7.3.5机组的性能实验

§7.3.6实验结果分析

§7.4 1163kW直燃型溴化锂吸收式冷温水机组的研制与实验

§7.4.1概述

§7.4.2机组的主要技术指标

§7.4.3机组热力循环及结构工艺的改进

§7.4.4机组的性能实验

§7.4.5实验结果分析

§7.5本章小结

全文总结

参考文献

作者攻读博士学位期间发表的论文及科研项目

致谢