风机塔架的模态分析及优化设计_祝水琴

分布式能源系统的热力学分析

分布式能源系统的热力学分析 张海洁 华电分布式能源工程技术有限公司北京100070 【摘要】分布式能源系统，相对于传统的集中供电方式而言，是指分布在用户端的、可独立地输出冷、热、电能的系统。对我国能源系统的发展具有重要意义。文章就分布式能源系统的热力学进行分析探讨。 【关键词】分布式；能源系统；热力学；分析 中图分类号：O414.1文献标识码：A 一、前言 文章对分布式能源系统的定义、主要形式和特点进行了介绍和阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，以DES为例，对分布式能源系统的热力学进行了分析和探讨。 二、分布式能源系统概述 1.分布式能源系统的定义 顾名思义，分布式能源系统，是相对于能源集中生产(主要代表形式是大电厂加大电网)而言的。电在已知的二次能源中最为有用，且占有绝对优势。如果没有电，就没有了绝大多数的先进生产力。一切高新技术的研发、应用都要在电力运行的基础上进行。所以，保证充足、安全、有效的电力供应是非常重要的。然而，在目前，我国只有大电厂加大电网才能够比较好地完成此任务。估计这种状态在较长一段时间内不会改变。 分布式能源与上述比较集中的大电厂加大电网正好相反，它是把二次能源供能点分散到很多企业、社区、大厦、医院、学校、写字楼，甚至到个别家庭住宅中去。由于分散，所以每个系统的出力都不会太大，需根据用户的具体要求而定，一般在成百上千kW以下。如上所述，电是最主要的二次能源，所以目前通称的分布式能源系统都至少有电力输出；而只出热、出冷的简单小型供能系统，如仅供热的小锅炉装置、仅供冷的独立空调设备，是极少有人称之为分布式能源系统的。但是，绝大多数的分布式能源系统，是除了供电之外，还同时供热及／或供冷，是多联产系统。当然，也许还可能是多功能系统(意指除多联产输出外，输入的能源也是多种的，例如可以同时有化石能源与可再生能源输入)。 2.分布式能源系统的主要形式 分布式能源系统是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、

各种模态分析方法总结与比较

各种模态分析方法总结与比较 一、模态分析 模态分析是计算或试验分析固有频率、阻尼比和模态振型这些模态参数的过程。 模态分析的理论经典定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模记分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。 模态分析最终目标是在识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 二、各模态分析方法的总结 （一）单自由度法 一般来说，一个系统的动态响应是它的若干阶模态振型的叠加。但是如果假定在给定的频带内只有一个模态是重要的，那么该模态的参数可以单独确定。以这个假定为根据的模态参数识别方法叫做单自由度(SDOF)法n1。在给定的频带范围内，结构的动态特性的时域表达表示近似为： ()[]}{}{T R R t r Q e t h r ψψλ= 2-1 而频域表示则近似为： ()[]}}{ {()[]2ωλωψψωLR UR j Q j h r t r r r -+-= 2-2 单自由度系统是一种很快速的方法，几乎不需要什么计算时间和计算机内存。 这种单自由度的假定只有当系统的各阶模态能够很好解耦时才是正确的。然而实际情况通常并不是这样的，所以就需要用包含若干模态的模型对测得的数据进行近似，同时识别这些参数的模态，就是所谓的多自由度(MDOF)法。 单自由度算法运算速度很快，几乎不需要什么计算和计

结构模态分析方法

模态分析技术的发展现状综述 摘要：本文首先系统的介绍了模态分析的定义，并以模态分析技术的理论为基础，查阅了大量的文献和资料后，介绍了三种模态分析技术在各领域的应用，以及国内外对于结构模态分析技术研究的发展现状，分析并总结三种模态分析技术的特点与发展前景。 关键词：模态分析技术发展现状 Modality Analysis Technology Development Present Situation Summary Abstract：This article first systematic introduction the definition of modality analysis,and based on modal analysis theory,after has consulted the massive literature and the material.Introduced application about three kind of modality analysis technology in various domains. At home and abroad, the structural modal analysis technology research and development status quo.Analyzes and summarizes three kind of modality analysis technology characteristic and the prospects for development. Key words：Modality analysis Technology Development status 0 引言 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。模态分析的过程如果是由有限元计算的方法完成的，则称为计算模态分析;如果是通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别来获得模态参数的，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备故障诊断的重要方法。 1 数值模态分析的发展现状 数值模态分析主要采用有限元法，它是将弹性结构离散化为有限数量的具体质量、弹性特性单元后，在计算机上作数学运算的理论计算方法。它的优点是可以在结构设计之初，根据有限元分析结果，便预知产品的动态性能，可以在产品试制出来之前预估振动、噪声的强度和其他动态问题，并可改变结构形状以消除或抑制这些问题。只要能够正确显示出包含边界条件在内的机械振动模型，就可以通过计算机改变机械尺寸的形状细节。有限元法的不足是计算繁杂，耗资费时。这种方法，除要求计算者有熟练的技巧与经验外，有些参数(如阻尼、结合面特征等)目前尚无法定值，并且利用有限元法计算得到的结果，只能是一个近似值。 正因如此，大多数数学模拟的结构，在试制阶段常应做全尺寸样机的动态试验，以验证计算的可靠程度并补充理论计算的不足，特别对一些重要的或涉及人身安全的结构，就更是如此。 70 年代以来，由于数字计算机的广泛应用、数字信号处理技术以及系统辨识方法的发展 , 使结构模态试验技术和模态参数辨识方法有了较大进展，所获得的数据将促进产品性能的改进、更新[1] 。在硬件上，国外许多厂家研制成功各种类型的以FFT和

常见的风机盘管控制系统

常见的风机盘管控制系统 两管制冷热合用型系统由温控器、风机盘管和电动阀组成。电动阀根据不同的应用系统有两通阀和三通阀。系统不设置旁通时选用两通阀；三通阀应用在系统设置有旁通时，正常制冷或者供热时，冷水/热水流经盘管流回，不需要制冷或者供热时冷水/热水流经旁通流回，不流过盘管系统。电动阀根据不同的控制原理又分为两线阀和三线阀。 工作原理： 两管制冷热合用系统在夏季制冷时冷冻水在系统中循环；冬季制热时热水在系统中循环。温控器实时检测房间温度并和设定温度进行比较，根据比较结果控制电动阀的通断，从而使房间温度保持恒定。 系统配线要求： 强电线缆建议使用BV1.0 单股铜线，不控阀系统布5 根线，两线阀系统布6 根，三线阀系统布7 根。

两管制带电加热型风机盘管系统 两管制带电加热型系统由温控器、风机盘管、电动阀、电加热器和接触器等组成。 工作原理： 温控器实时检测房间温度并和设定温度进行比较，根据比较结果控制电动阀和电加热器的通断，从而使房间温度保持恒定。 系统配线要求： 强电线缆建议使用BV1.0 单股铜线，需布7 根线。 四管制风机盘管系统

四管制系统由温控器、风机盘管、电动阀组成。电动阀根据不同的应用系统有两通阀和三通阀。系统不设置旁通时选用两通阀；三通阀应用在系统设置有旁通时，正常制冷或者供热时，冷水/热水经盘管流回，不需要制冷或者供热时冷水/热水经旁通流回。 工作原理： 四管制系统包含独立的冷冻水和热水两套换热装置，打开冷水阀系统供冷，打开热水阀系统供热。温控器实时检测房间温度并和设定温度进行比较，根据比较结果控制电动阀的通断，从而使房间温度保持恒定。 系统配线要求： 强电线缆建议使用BV1.0 单股铜线，需布7 根线。 一控多风机盘管系统

汽轮机火用分析方法的热力系统计算

汽轮机火用分析方法的热力系统计算 前言 在把整个汽轮机装置系统划分成若干个单元的过程中，任何一个单元由于某些因素而引起的微弱变化，都会影响到其它单元。这种引起某单元变化的因素叫做“扰动”。也就是说，某单元局部参量的微小变化(即扰动)，会引起整个系统的“反弹”，但是它不会引起系统所有参数的“反弹”。就汽轮机装置系统而言，系统产生的任何变化，都可归结为扰动后本级或邻近级抽汽量的变化，从而引起汽轮机装置系统及各单元的火用损变化。因此，在对电厂热力系统进行经济性分析时，仅计算出某一工况下各单元火用损失分布还是不够的，还应计算出当某局部参量变化时整个热力系统火用效率变化情况。 1、火用分析方法 与热力系统的能量分析法一样，可以把热力系统中的回热加热器分为疏水放流式和汇集式两类(参见图1和图2)，并把热力系统的参数整理为3类：其一是蒸汽在加热器中的放热火用，用q’表示；其二是疏水在加热器中的放热火用，用y 表示；其三是给水在加热器中的火用升，以r’表示。其计算方法与能量分析法类似。

对疏水式加热器： 对疏水汇集式加热器： 式中，e f、e dj、e sj分别为j级抽汽比火用、加热器疏水比火用和加热器出口水比火用。1．1 抽汽有效火用降的引入 对于抽汽回热系统，某级回热抽汽减少或某小流量进入某加热器“排挤”抽汽量，诸如此类原因使某级加热器抽汽产生变化(一般是抽汽量减少)，如果认为此变化很小而不致引起加热器及热力系统参数变化，那么便可基于等效焓降理论引入放热火用效率来求取某段抽汽量变化时对整个系统火用效率的影响。 为便于分析，定义抽汽的有效火用降，在抽汽减少的情况下表示1kg排挤抽汽做功的增加值；在抽汽量增加时，则表示做功的减少值；用符号Ej来表示。当从靠近凝汽器侧开始，研究各级抽汽有效火用降时，Ej的计算是从排挤l kg抽汽的火用降(e j-e c)ηej中减去某些固定

hypermesh模态分析

HyperWorks在履带车辆传动箱模态分析中的应用 2009年10月22日 Altair 1 引言 系统的模态参数（模态频率、模态阻尼、振型）对系统的动态分析和优化设计具有实用价值。通常由试验模态分析和计算模态分析两种方法。但由于受实验条件和时间的限制，组织实施往往比较困难，而且在测量次数，测量数据的处理准确性方面也难以得到充分的保证,在设计阶段难以实现。基于虚拟样机技术的虚拟实验方法在履带车辆箱体类零部件模态参数测量方面在设计阶段就能为方案优化提供指导，缩短产品开发周期，节省费用。因此，开展在虚拟环境下测试箱体类零部件的模态参数研究与探讨并扩展其应用具有重要意义。本文以某型履带车辆传动箱设计为例，应用HyperMesh为前处理软件，对其进行了有限元网格的划分，进而对箱体的模态进行了分析。 2 箱体有限元模型的建立及模态分析 首先依据传动箱体的尺寸，建立箱体的三维实体模型。利用HyperMesh对传动箱体的实体模型进行有限元网格划分，箱体的材料为铝合金，其密度为 2.66e33kg/m3，泊松系数为0.31，杨氏模量为7.7e72N/m2，强度极限为176.4MPa。整个箱体共划分76151个4面体单元，22262个节点。在此过程中，还必须考虑到箱体有限元模型建立后与各传动轴之间的连接，即柔性体与刚体间的连接。传动箱各轴都是通过轴承与箱体连接的，笔者在有限元模型中应用多点约束（MPC，Multi-point Constraint）来模拟轴承的作用。所谓多点约束是将某节点的依赖自由度定义为其他若干节点独立自由度的函数。多点约束可以用于不相容单元间的载荷传递，表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等。笔者在箱体有限元模型中各轴孔的中心点处建立一个虚拟杆单元，如图1所示。轴孔内表面各节点的自由度则依赖于对应的虚拟杆单元。各传动轴与箱体间的约束也是在对应的虚拟单元处建立，各传动轴上的作用力则通过相应的虚拟杆单元和多点约束作用于箱体之上。文中建立的包括轴承模型的传动箱箱体有限元模型如图2所示。

模态分析与振动测试技术

模态分析与振动测试技术 固体力学 S0902015 李鹏飞

模态分析与振动测试技术 模态分析的理论基础是在机械阻抗与导纳的概念上发展起来的。近二十多年来，模态分析理论吸取了振动理论、信号分析、数据处理数理统计以及自动控制理论中的有关“营养”，结合自身内容的发展，形成了一套独特的理论，为模态分析及参数识别技术的发展奠定了理论基础。 一、单自由度模态分析 单自由度系统是最基本的振动系统。虽然实际结构均为多自由度系统，但单自由度系统的分析能揭示振动系统很多基本的特性。由于他简单，因此常常作为振动分析的基础。从单自由度系统的分析出发分析系统的频响函数，将使我们便于分析和深刻理解他的基本特性。对于线性的多自由度系统常常可以看成为许多单自由度系统特性的线性叠加。 二、多自由度系统模态分析 对于多自由度系统频响函数数学表达式有很多种，一般可以根据一个实际系统来讨论，给出一种形式；也可根据问题的要求来讨论，给出其他不同的形式。为了课程的紧凑，直接联系本课程的模态分析问题，我们就直接讨论多自由度系统通过频响函数表达形式的模态参数和模态分析。即多自由度系统模态参数与模态分析。 多自由度系统模态分析将主要用矩阵分析方法来进行。 我们以N个自由度的比例阻尼系统作为讨论的对象。然后将所分析的结果推广到其他阻尼形式的系统。 设所研究的系统为N个自由度的定常系统。其运动微分方程为： （2—1） ++= M X CX KX F ?）阶式中M，C，K分别为系统的质量、阻尼及刚度矩阵。均为（N N 矩阵。并且M及K矩阵为实系数对称矩阵，而其中质量矩阵M是正定矩阵，刚度矩阵K对于无刚体运动的约束系统是正定的；对于有刚体运动的自由系统则是半正定的。当阻尼为比例阻尼时，阻尼矩阵C为对称矩阵（上述是解耦条件）。 N?阶矩阵。即 X及F分别为系统的位移响应向量及激励力向量，均为1

风机盘管水系统

开式循环的优点: 冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少冷冻机的开启时间，增加能量调节能力，且冷水温度的波动可以小一些。 开式循环的缺点是： 1．冷水与大气接触，循环水中含氧量高，宜腐蚀管路。 2．末端设备（喷水池、表冷器）与冷冻站高差较大时，水泵则须克服高差造成的 静水压力，增加耗电量。 3．如果喷水池较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回水泵。 4．如果采用自流回水，回水的管径较大，会增加投资。 闭式循环的优点： 1．由于管路不与大气相接触，管道与设备不宜腐蚀。 2．不需为高处设备提供的静水压力，循环水泵的压力低，从而水泵的功率相对较小。 3．由于没有回水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，因而投资省、系统简单。 闭式循环的缺点： 1．蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需经常开动。 2．膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。

两管制：冷水系统和热水系统采用相同的供水管和回水管，只有一供一回两根水管的系统。 优点：两管制系统简单，施工方便； 缺点：不能用于同时需要供冷和供热的场所。 三管制：分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管；其冷水与热水的回水关共用。 优点：三管制系统能够同时满足供冷和供热的要求，管路系统较四管制简单； 缺点：比两管制复杂，投资也比较高，且存在冷、热回水的混合损失。 四管制：冷水和热水的系统完全单独设置供水管和回水管，可以满足高质量空调环境的要求。 优点：四管制系统能够同时满足供冷和供热的要求，并且配合末端设备能够实现室内温度和湿度精确控制的要求；由于冷水和热水在管路和末端设备中完 全分离，有助于系统的稳定运行和减小设备的腐蚀； 缺点：初投资高，管路布置复杂。 水系统同程异程式 同程式系统：经过每一并联环路的管长基本相等，如果通过每米长管路的阻力损失接近相等，则管网的阻力不需调节即可保持平衡。 优点：同程式系统中系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调节方便。 缺点：同程式系统由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投资。 异程式系统：经过每一并联环路的管长均不相等。

火用分析方法及其应用

[?]分析方法及其应用 摘要：本文从?的定义出发，给出了?的定义以及分析的意义。?传递研究?的传递和转换规律，系经典热力学在从热静力学向热动力学过渡的过程中产生的研究新领域。阐述了静态的?分析方法的特点，分析了?传递的产生与发展现状，指出?传递的学科属性及其应用。 关键词：热力学；?；?分析；?传递 1 引言 热力学第一定律“能量守恒定律”只是从数量上说明了能量在转化过程中的总量守恒关系，它可以发现装置或循环中哪些设备、部位能量损失大，但未顾及到能量质量的变化，不能发现耗能的真正原因。而热力学第二定律阐述了孤立系统熵增原理，从能的本性的高度，规定过程发生的方向性与限制，特别是指出了能量转化的条件和限制，指出能量在转移过程中具有部分地乃至全部地失去其使用价值的客观规律。为提高火电机组的发电效率，减少在电力生产过程中排放物对环境的影响，人们对火电机组的热力系统性能开展了大量的理论与试验研究。从热力学观点，所从事的这些研究大体可分为能量分析与?分析两类方法。传统的研究主要基于热力学第一定律的能量分析，它们从能的“量”方面评价热力设备和系统，而近年来广泛开展的?分析法则是基于热力学第二定律，它们从能的“量”与“质”2个方面进行评价。后者既能辨别?损的性质，即内部不可逆性与外部排放性，也能揭示?损的分布规律，从而能很好地指明系统性能改进方向。 2 ?的概念及其定义 表征物质所含热量多少的状态参数之一的焓，只表达了单位质量物质所含热量的多少，但并未表明热量质量的优劣。能源是有级别的，相同的热能量，其有效作功的能力并不相同。最能说明这一问题的是：稍高于环境温度的锅炉排出的烟气，尽管其量很大，但其热量很难加以利用。

Inventor 零件模态与应力分析优化设计

分析 1:关于本教程 模态分析。 类别分析 所需时间20 分钟 使用的教程文件PivotBracket.ipt 您将创建两个仿真：零件的模态分析和同一个零件上的参数化结构静态分析。 “模态分析”教程会引导您了解为零件定义和执行结构频率分析或模态分析的整个过程。分析将生成自然频率（特征值）和对应的振型，我们可以在教程结束时查看和解释这些内容。 第二个仿真是对同一个模型的参数化分析。参数化分析将更改设计参数以更新几何图元，并评估设计案例的各种配置。我们将执行结构静态分析，目的在于最小化模型重量。 目标 ?创建仿真以进行模态分析 ?使用其他材料替代模型材料 ?指定约束 ?运行仿真 ?查看并解释结果 打开用户模型分析的模型 让我们先从模态分析仿真开始入门。 1.在快速访问工具栏上，单击“打开”命令。

2.如果尚未设定项目文件，请将其设定为Tutorial_Files.ipj。 3.选择名为PivotBracket.ipt的零件模型。 4.单击“打开”。 进入应力分析环境 应力分析环境是启用模型相关的专业化活动的若干 Inventor 环境中的一个。在此情况下，该环境整合了执行零件和部件应力分析的命令。 进入应力分析环境并启动仿真的步骤： 1.在功能区栏中单击“环境”选项卡。将显示可用环境列表。 2.单击“应力分析”环境命令。 3.单击“创建分析”。 4.将显示“创建新仿真”对话框。指定名称“模态分析”。 5.在“分析类型”选项卡中，选择“模态分析”。 6.将其余的设置保留当前的状态，然后单击“确定”。将启动新仿真，且浏 览器内将填充与应力分析相关的文件夹。 指定材料 对于要分析的任意零部件，请检查材料以确保已定义材料。某些 Inventor 材料没有“仿真准备就绪”特性并且在仿真中使用它们之前进行修改。如果使用定义不充分的材料，则会显示一条消息。修改材料或选择其他材料。 您可以在不同仿真中使用不同的材料，并在报告中比较结果。指定其他材料的步骤： 1.在功能区栏中的“材料”面板中，单击“指定材料”。 2.在“替代材料”列中单击以激活下拉列表。 3.选择“铝 - 6061”。 4.单击“确定”。 注意如果材料未完整定义，请使用样式和标准编辑器来修改材料。您可以从“指定材料”对话框的左下角访问该编辑器。 添加约束 接下来我们添加边界条件 - 内部圆柱面上的单个约束。

VAV系统与风机盘管系统对比

V A V空调系统与风机盘管系统的对比 1、V A V系统为全空气系统，能够进行新风量的调节，全年都能保证新风量的充足供应， 空气品质更好，特别是在过渡季节里，可以使用全新风进行供冷，在保证室内空气品质的同时，又达到了节能的目的。 风机盘管系统为气水系统，该系统只能靠新风管从室外引入少量新风，大部分空气都是循环利用室内回风，空气更新速度慢，空气品质差。该系统不可能使用全新风供冷，因此，在过渡季节，室内温度较高时仍需要开启制冷机降温，无法利用室外的自然空气，节能效果无法体现。 2、风机盘管的翅片及水盘上会产生大量的凝结水，为微生物的繁殖提供了有利的场所，容 易滋生各种霉菌、藻类以及致病菌，引发空调系统的“二次污染”，影响人体的健康。 V A V系统采用全空气进行供冷，冷空气经过空调机组集中处理后再送入房间，在室内不会产生“二次污染”，空气质量得到有效地改善。 3、V A V系统可以实现每个房间的独立控制，并可根据需要对室内的温度、湿度进行分别 控制，还可以通过控制二氧化碳的浓度来调节室内的空气品质，达到不同的使用需求。 另外，V A V系统还可以和中央控制系统进行连接，实现远程自动化控制。 风机盘管系统只能对室内的温度进行单一控制，无法对室内的湿度或二氧化碳浓度进行调节，也无法实现远程控制。 4、V A V系统在末端除了一个功率极小的控制电机外，再无其它动作部件，因此，系统的 噪声相对较低，如果有更高的噪声要求，可以在变风量箱的后部加装消声设备来进一步降低噪音。 风机盘管系统是依靠风机使室内空气进行循环对流，因此噪声相对较大，且无法对设备进行消声处理。 5、V A V系统的易损部件及动力部件均很少，因此，设备的损坏率及维护费用很低。 风机盘管系统由循环的冷冻水提供冷源，水系统的跑、冒、滴、漏现象非常普遍，增加了工程的施工要求及系统的维护力度，如稍有不慎，使冷冻水滴在天花板上，极易造成天花的腐烂、霉变，影响室内美观。而且，每台风机盘管均有数量不等的风机、电机，这些动力部件的损耗、维护也需不小的开支。 6、V A V系统可以在早晨上班之前通过中央控制系统提前为室内供应全新风，利用室外温 度较低的新鲜空气进行预冷、换气，进一步降低空调能耗并改善室内空气质量，避免清晨上班的人员进入室内初期的闷热感。 风机盘管系统无法对室内空气进行预处理，清晨时段室内的空气质量最为恶劣。

分布式能源系统的热力学分析_史凯

科技信息2011年第19期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 1研究现状综述 1．1分布式能源系统简介 分布式能源是指安装在用户端的高效冷热电联供系统濉溪。分布式能源主要包括农村小水电、小型独立电站、废弃生物质发电、煤矸石发电,以及余热、余气、余压发电等。利用可再生能源(风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源)的发电也属于分布式能源的范畴。分布式能源也称分布式供能、分散式发电、分布式供电。分布式能源系统也叫做冷热电三联供系统。目前,分布式能源系统主要是以燃气作为能源,将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产系统。主要是相对于大型的区域电厂而言,广义上是指小型的能量梯级利用系统,在用户现场或靠近用户现场的小型和微型独立输出电、热(冷)能的系统[1]。主要设备包括燃机、余热锅炉、非电制热制冷机组等。 1.2分布式能源系统的特点 目前国际上分布式能源系统是采用天然气作为主要能源,它先利用天然气发电,将发电后的余热用于供热制冷,再将更低温度的废热供应生活热水。现在世界上一些发达国家的热电效率已经达到了96%以上,可将天然气的所有能量吃光用尽。这一技术带来的好处是:①能源利用效率大幅度提高;②由于兼并发电,经济效益好;③冬夏实现天然气供应的平衡;④燃气价格承受能力大幅度提高。大型发电厂中集中式热电联产是一种成熟的能源供应形式,然而我国大部分地区夏季都有空调制冷需求,并且空调制冷负荷占了相当比例的夏季电负荷,造成用电紧张,因此发展各种形式的冷热电联产系统,对一次能源进行有效的梯级利用是解决当前能源短缺问题的一种途径。此外,分布式能源,相对于大型集中式能源系统拥有高效,灵活,可靠性高,面向用户等优点,在世界范围内掀起能源供应形式的革命其中分布式冷热电联产系统与分布式可再生能源系统一起,在这场革命中获得了广泛的应用,拥有光明的发展前景[2]。所以,分布式冷热电联产系统的实验与理论研究对于解决我国能源问题,提供能源政策的依据等方面有着重要的意义。 1.3我国分布式能源实现热电冷联产的现状及发展方向 1）现状 目前以天然气为燃料的分布式能源建设，已由学术研讨，进入工程开发，在北京，上海、广东已有一批工程实现热、电、冷产，以其自身优势和经济效益显示其强大生命力。目前我国北京、上海、广东省已有一批分布式热、电、冷工程投入运行，取得明显的经济效益、环保效益和社会效益。我国的供电系统从规模上分为集中输电网络系统、配电网络系统和分布式能源系统3类。集中输电网络系统和配电网络系统是国家级，省级电力部门以及地方级电力部门所经营的集中供电系统,分布式能源系统(Distributing Energy System)[3]。这是相对于集中供电网络系统而言的一种分散布置的小型供电热冷站,由用户所经营。分布式能源系统靠近负荷(电、热、冷),采用较小型的能源机组向所在小区域联供热电冷。它所采用的机组一般是以天然气为主要燃料(燃油为备用燃料)。由于分布式能源系统可热电冷联供,使燃料得到梯级利用,其热效率可达70%～85%,电损耗低(2%～3%)。分布式能源系统是一种以燃气作为能源,将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产系统,通常由发电机组、溴化锂吸收式冷(热)水机组和换热设备组成。该系统是将高品位热能用于发电,发电机排放的低品位能源(烟气余热、热水余热)用于供热或制冷,以实现能源的梯级利用,目的在于提高能源利用效率,减少碳化物及有害气体的排放。 2）发展趋势 我们必须提高天然气能源的利用效率。应当注意到,发达国家在能源价格升高的压力下,多年来一直在不断地努力提高能源利用效率。分布式能源系统,就是美国在第一次能源危机的1973年之后不久开始发展的。进入本世纪以来,美、欧、日等国都加快了发展分布式能源的步伐。美国能源部计划2010年DES/CCHP的发电装机容量达到92GW,占全国总用电量的14%;2010～2020年,还会新增95GW,使其装机容量占到全国总用电量的29%。2000年英国新CCHP项目共1536个,总装机容量达到4176GW,计划到2010年可以达到10 GW,增加1倍[4]。相比之下,我国面临的能源环境形势比他们更严峻,因此应当学习他们的经验,利用他们的成果,在提高能源利用效率方面做出更大的努力。综上所述,中国面临着大力发展天然气DES/CCHP,快速提高能效、改善环境的极好机遇,从而可以从容应对能源环境严峻形势的挑战。 天然气的利用规划进行协调整合的重点是:是DES/CCHP为主的用户有承受国际LNG市场价格的能力;可以推动天然气产业快速发展。LNG/管输天然气规划必须与产业、电力、城镇等规划协调整合。作为天然气主要下游用户的工业和城镇建筑物的DES/CCHP,如果没有在上述各个规划层面上与天然气供应和规划密切配合,是根本不可能实现的。DES/CCHP与电力发展规划的关系更为密切。美国到2010年DES/CCHP发电将占总发电量的14%;2020年DES/CCHP发电将占总发电量的29%。而我国目前的电力发展规划基本上排斥DES,实际上也就是在排斥天然气的高效利用。这个问题,如果不先在观念、法律和规划层面上解决,DES/CCHP是难以发展的。DES/CCHP 规划是节能减排规划最有力的保证之一。天然气多了,DES/CCHP快速发展了,工业和建筑物的能效即可得以大幅度提高,环境也会大大改善。因此在节能减排规划中,必须把发展DES/CCHP列为重要的内容。当然,推动天然气产业、DES/CCHP技术和其他机遇的协调整合,还需要法律、政策等各方面举措的支持和配合。例如,在错综复杂的相互影响的各因素中,电力法的修改和电力体制改革的加速就是一个很关键的因素。但是,只有在领导的认识和规划的层面上加以落实,才能够有力地促进其他政策、法律方面的前进。历史给中国发展天然气产业和分布式能源提供了技术,积累了经验,能源和环境的挑战也给中国协调和同步发展分布式能源和天然气产业创造了历史的机遇。因此中国必须利用后发优势,跨越发展,用十几年的时间完成发达国家几十年走过的提高能效、改善环境的历程。 分布式能源系统的热力学分析 史凯许运礼 （济南热电有限公司山东济南250021） 【摘要】分布式能源系统,相对于传统的集中供电方式而言,是指分布在用户端的能源综合利用系统,即将冷热电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近,可独立地输出冷、热、电能的系统。介绍了以燃气作为能源的分布式能源系统的原理，国内发展现状,并对分布式能源系统的冷热电三联供系统进行了热力学分析,以微型燃气轮机(微燃机)分布式能源系统(DES)为例确定了各组件的热力学过程和火用损失的计算方法，与传统的冷、热、电分产系统进行比较,以推动我国分布式能源事业的健康发展。 【关键词】微型冷热电三联供系统；分布式能源系统，热力学分析；能量分析，火用分析 【Abstract】Compared with the traditional centralized supply power mode,the distributed energy is referred to the energy comprehensive utilization system that distributes at the user end.It’s such a system that the heating and power system is arranged near the use r with small scale, small capacity,modularization,dispersed mode.And the cold,thermal and electricity can be putout independently.The distributed energy system that takes the gas as its energy,Thermodynamic analysis on combined cooling heating and power system of distributed energy system was given,the thermodynamic process and calculation method of energy loss of each component for distributed energy system(DES)with micro gas turbine have been determined,so as to promote the healthy development of distributed energy enterprise in our country. 【Key words】M icro combined cooling;H eating and power system；T he distributed energy system;E nergy and exergy analysis ○电力与能源○ 765

基于ANSYS的船用螺旋桨模态分析与优化设计

基于ANSYS的船用螺旋桨模态分析与优化设计 利用UG软件对船用螺旋桨模型进行处理，并用ANSYS有限元仿真软件分析其模态振型，首先分析无支撑情况下螺旋桨单叶片的模态振型，提取振幅最大模态。设计支撑方案，确定支撑位置并进行约束模态分析，结果显示螺旋桨单叶片频率有所提高，增加了加工刚度，最后确定优化的支撑方案，显著提高了螺旋桨的刚度，减小各阶模态的振动位移，对实际加工具有重要意义。 标签：ANSYS有限元分析；螺旋桨模态分析；优化设计 Abstract：The model of marine propeller is processed by UG software，and its modal mode is analyzed by ANSYS finite element simulation software. Firstly，the modal mode of single blade of propeller without support is analyzed，and the maximum amplitude mode is extracted. The results show that the frequency of single blade of propeller is increased and the machining stiffness is increased. Finally，the optimized bracing scheme is determined，and the stiffness of propeller is improved significantly. It is of great significance to reduce the vibration displacement of each mode for machining. Keywords：ANSYS finite element analysis；propeller modal analysis；optimal design 螺旋槳是舰船的主动力装置，其设计与制造精度直接决定舰船运行性能。目前，螺旋桨的设计技术我国已达到领先水平，但是加工制造技术还存在较大差距。我国对于船用螺旋桨现阶段的加工一直采用手工打磨的方式，其工作环境差，对工人的身体有很大损伤，并且效率低下，精度也难以控制。为了解决这一问题，我国一些学者正在研究利用机器人进行螺旋桨铣削加工的工艺系统，其具有较多的优势。研究发现，铣削加工中的振动一直是影响加工质量的主要因素，所以，针对螺旋桨的振动模态分析是研究的重点内容。本文主要利用有限元分析软件ANSYS对一种型号的船用螺旋桨进行模态振型分析，通过施加约束条件分析使用支撑时的模态变化，寻找优化的支撑方法。 1 模型处理 利用三维建模软件UG对现有的螺旋桨设计模型进行简单处理，避免在后续有限元分析时遇到的一些问题。如图1所示为螺旋桨的设计模型，直径3300mm，在叶梢位置由于建模方法的原因，存留有没有闭合的曲线，对后续有限元的网格划分会带来影响，所以，利用一直径为3290mm的同心圆柱面截取设计模型，截去叶梢的尖角部分，对模型整体模态的影响可以忽略不计，处理如图2所示。另外，根据螺旋桨的结构特点，靠近桨毂部分结构较复杂，靠近叶梢部分结构简单，所以为了在后续的单元划分时保证较高精度的同时又花费较少时间，在模型处理时将螺旋桨分割为两部分实体，一部分是包含桨毂，另一部分包含叶片。最后将处理完成的模型导出x_t格式文件，以便ANSYS软件导入。

风机盘管加新风系统计算示例

风机盘管加新风系统计算示例 一、空气处理过程如图所示： 室内状态点N（26C, 60%相对湿度）、室外状态点W「C, 76%相对湿度） / \/ // \ 图1显工况处理过程焰棍图 二、处理过程： S点的确定：新风机组做与室内状态点等焓的露点送风，即室内状态点N的等焓线与相对湿度90% 的焦点S就是新风机组处理后的状态点。120 L点的确定：风机盘管露点送风，并认为处理后的状态点L与室内状态点N的温差为10C（规范规定温差在10C范围内，由设计人员自行选择），所以，L点就是温度为16C的等温线与相对湿度90%的焦点。 O点的确定：O点在L点和S点的连线上，由新风和回风的比值确定。 三、计算过程 以面积为38卅的包厢为例，包厢人数为19人，设计参数见下表。

\-15 1、新风机组的计算及选型 新风量： M xf 15 19 285m 3 / h .......................................... M xf 1.2 285 1.2 新风负何：Q xf - (h w h s ) (105.11 58.45) 4.43kw 3600 3600 由于新风机组一般为一层选择一台，本例题为一单独房间，没有这么小的型号，所以把计算值扩大 5倍，以示例如何选择机组。扩大 5倍后，新风量风负荷为1425,新为。 选择天津天大胜远中央空调有限公司的吊顶新风机组，型号为 *6。性能参数如下表： 2、风机盘管的计算及选型 由于是等焓处理，所以风机盘管的负荷就等于室内冷负荷。 室内冷负荷：Q sn (40 84 17) 38 5358w 包厢 风? kW 1000 224 DXf 5 - 6 UOQ 239 336 同射 03 men 杏3 雀机10审 5 kPa hW d6[AJ 岬 274B 6 1W ftlB is 1^0 D.25 <01 151 性能审数衰士 &律(新风工况】

学习模态分析要掌握的的知识

模态分析中的几个基本概念 一、模态定义：物体按照某一阶固有频率振动时，物体上各个点偏离平衡位置的位移是满足一定的比例关系的，可以用一个向量表示。 模态分析一般是在振动领域应用，每个物体都具有自己的固有频率，在外力的激励作用下，物体会表现出不同的振动特性： 一阶模态是外力的激励频率与物体固有频率相等的时候出现的，此时物体的振动形态叫做一阶振型或主振型； 二阶模态是外力的激励频率是物体固有频率的两倍时候出现，此时的振动外形叫做二阶振型，以依次类推。 一般来讲，外界激励的频率非常复杂，物体在这种复杂的外界激励下的振动反应是各阶振型的复合。 二、模态分析：模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。 有限元中模态分析的本质是求矩阵的特征值问题，所以“阶数”就是指特征值的个数。将特征值从小到大排列就是阶次。 实际的分析对象是无限维的，所以其模态具有无穷阶。但是对于运动起主导作用的只是前面的几阶模态，所以计算时根据需要计算前几阶的。 一个物体有很多个固有振动频率（理论上无穷多个），按照从小到大顺序，第一个就叫第一阶固有频率，依次类推。所以模态的阶数就是对应的固有频率的阶数。 三、振型是指体系的一种固有的特性。它与固有频率相对应，即为对应固有频率体系自身振动的形态。每一阶固有频率都对应一种振型。振型与体系实际的振动形态不一定相同。振型对应于频率而言，一个固有频率对应于一个振型。按照频率从低到高的排列，来说第一振型，第二振型等等。此处的振型就是指在该固有频率下结构的振动形态，频率越高则振动周期越小。在实验中，我们就是通过用一定的频率对结构进行激振，观测相应点的位移状况，当观测点的位移达到最大时，此时频率即为固有频率。实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加的结果。 四、模态扩展是为了是结果在后处理器中观察而设置的，原因如下： 求解器的输出内容主要是固有频率，固有频率被写到输出文件Jobname.OUT及振型文件Jobnmae.MODE中，输出内容中也可以包含缩减

风机盘管加新风系统计算示例

风机盘管加新风系统计算示例 一、空气处理过程如图所示： 室内状态点N （26℃，60%相对湿度）、室外状态点W （34.9℃，76%相对湿度） 二、处理过程： S 点的确定：新风机组做与室内状态点等焓的露点送风，即室内状态点N 的等焓线与相对湿度90%的焦点S 就是新风机组处理后的状态点。 L 点的确定：风机盘管露点送风，并认为处理后的状态点L 与室内状态点N 的温差为10℃（规范规定温差在10℃范围内，由设计人员自行选择），所以，L 点就是温度为16℃的等温线与相对湿度90%的焦点。 O 点的确定：O 点在L 点和S 点的连线上，由新风和回风的比值确定。 三、计算过程 以面积为38㎡的包厢为例，包厢人数为19人，设计参数见下表。 1、新风机组的计算及选型 新风量：31519285/xf M m h =?=

新风负荷： 1.2285 1.2 ()(105.1158.45) 4.433600 3600 xf xf w s M Q h h kw ??= -= -= 由于新风机组一般为一层选择一台，本例题为一单独房间，没有这么小的型号，所以把计算值扩大5倍，以示例如何选择机组。扩大5倍后，新风量为1425，新风负荷为22.15。 选择天津天大胜远中央空调有限公司的吊顶新风机组，型号为DX1.5*6。性能参数如下表： 2、风机盘管的计算及选型 由于是等焓处理，所以风机盘管的负荷就等于室内冷负荷。 室内冷负荷：(408417)385358sn Q w =++?= 风机盘管风量：336003600 5.358 976/1.2() 1.2(58.4541.98) sn sn n L Q M m h h h ?= =-- 选择贝莱特空调有限公司的风机盘管，型号为FP-136，性能指标见下图：（选择时以中速为标准）