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目录

1. 第一篇风机节能论文范文参考：基于食品冻结过程的冷库节能优化研究
2. 第二篇风机节能论文样文：机房用乙二醇换热器优化控制的研究
3. 第三篇风机节能论文范文模板：长耳鸮翅膀气动与声学特性及其仿生应用研究
4. 第四篇风机节能论文范例：基于图像分析的废杂铜熔炼过程控制
5. 第五篇风机节能论文范文格式：机电设备的效率优化方法及其优化控制的研究

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第一篇风机节能论文范文参考：基于食品冻结过程的冷库节能优化研究

近年来随着人民生活水平的提高,人们对冷冻冷藏食品的依赖度越来越高.冷库行业得到快速发展的同时,冷库的能耗也逐年升高.在―节能减排‖的大背景下,冷库的节能研究得到越来越多的关注.冷库中食品加工过程包括冷却、冷藏和冻结等,不同的食品加工过程具有不同的特点以及工艺要求,然而,现有的冷库的节能优化研究大都单纯地从冷库动力系统的角度出发,并未充分考虑不同食品加工过程的区别.另外,现有研究大都使用静态优化方法,这些方法适用于食品冷藏等连续过程,并不适用于食品冻结和冷却等间歇过程.本文针对冷库中包装食品的冻结过程进行节能优化研究,在单体食品冻结过程和冷库中食品冻结条件分布研究的基础上,对食品冻结过程进行动态优化,提出基于食品冻结工艺要求的分段冻结系统及其运行方式.

首先,针对冷库内带包装食品的冻结过程,建立单体包装食品的冻结过程模型.使用焓法建立食品内部传热过程模型,以自然对流和辐射换热处理食品自身与包装之间的空气层内部的传热,使用CFD方法模拟食品周围的空气温度以及食品对流换热系数,最后通过迭代方法对包装食品的冻结过程进行模拟.通过不同包装分割肉的冻结实验对模型进行验证,结果表明,本文提出的模型相对于使用导热或者忽略空气层的现有处理方法,能够更加准确的模拟包装食品的冻结过程.

在单体食品冻结过程模拟的基础上,对冻结间内空气参数分布进行模拟,研究了食品冻结条件分布对于食品冻结的影响.首先通过风道数值模拟,计算不同空气参数下的食品对流换热系数并拟合成无因次关联式.然后,使用CFD方法模拟冻结间在空库和满载情况下的流场和温度场分布,计算冻结间内不同位置食品的冻结条件,并进行敏感度分析以研究冻结间内空气温度和空气流速对于食品冻结过程的影响.最后,对冻结间内食品冻结条件进行不均匀度分析,以研究不同冷风机风量下,冻结间内不同位置食品的冻结过程差异.

对于冻结间内食品冻结,建立冻结过程工艺要求评价指标.然后,分别建立冻结间内间歇进货方式下食品冻结过程中的库房空气模型、食品冻结模型、围护结构模型、制冷系统模型等动态模型.以食品冻结过程能耗为目标函数,分别以冻结时间和冻结速率作为食品冻结工艺要求的约束条件,将约束条件以罚函数的形式写入目标函数.以制冷系统蒸发温度和冷风机风量作为冻结间内食品冻结过程的控制变量,计算制冷系统蒸发温度和冷风机风量的最优运行方式.使用迭代动态规划算法对于冻结间食品冻结过程的动态优化问题进行求解.结果表明,对于传统运行方式,存在一个蒸发温度和冷风机风量的最优组合,使规定时间内完成冻结最节能.在蒸发温度保持不变或冷风机风量保持不变,以及两者皆可随意变化的条件下,冻结速率约束条件下的最优运行方式能够获得比冻结时间约束条件下的最优运行方式更好的节能效果.

在前述动态优化结果的基础上,提出分段冻结系统,在每个阶段内使用固定的蒸发温度与冷风机风量,阶段性的调整其运行方式.首先以冻结时间为约束条件,优化计算不同分段数下的最优运行方式,结果表明,保持食品冻结时间不变时,分段数越多,最优运行方式下冻结过程越节能,但节能潜力都很小.然后,分析食品相变阶段初始温度场对于食品冻结影响,并在此基础上,以食品冻结速率为约束条件,在不同的允许冻结时间下对冻结间内食品冻结过程进行分段优化,得到基于冻结速率的的最优分段运行方式,提出冻结间内食品分段冻结系统并给出其运行方式.最后,研究分段冻结系统设计中同时使用系数的计算方法.

对分段冻结系统进行实际应用模拟及能耗分析.对于一个有多个冻结间的实际冷库,建立库房模型和制冷系统模型,对其实际运行状况进行模拟并与测试结果进行对比,以验证模型的准确性.在全年各月不同气象参数和各月不同冷库产量下,分别对传统运行方式和分段冻结方式进行全年工况模拟,结果表明,采用分段冻结系统,根据各月冻结食品产量,采用不同的冻结时间,增加了冷库内同时投入使用的冻结间的数量,提高系统的COP值,减少冷风机的耗能和散热负荷,能够获得比较好的节能效果.

第二篇风机节能论文样文：机房用乙二醇换热器优化控制的研究

能源紧张日益严峻,节能减排已经成为全世界最为关注的热门课题之一.能源消耗总量中通信设备的耗能占有一定的份额,通信机房和通信基站内部设备散热量大,需要全年无间歇的制冷以控制室内温度,此外,通信设备的正常运行对环境中的湿度和洁净度等参数都有严格的要求.空调作为目前通信机房的主要温控设备,其耗电量占通信机房总耗电量的45%左右,泄漏时并产生温室气体.乙二醇换热器利用机房室外的自然冷源与室内的温差进行换热,能够屏蔽室外空气中的灰尘、杂质和水分的影响,但是乙二醇换热器的工作前提是室内外存在一定的温差,这使得乙二醇换热器的使用具有局限性,小能够完全的替代空调在通信机房控温中的作用,通过乙二醇换热器与空调系统的联动控制能够实现通信机房的节能目标.本文对乙二醇换热器重点进行了以下几个方面的研究：

1)对自然冷源在不同气候区的利用率进行了深入研究,以实际的通信机房为样本,建立了通信机房的模拟模型,对机房模型在不同气候区的建筑特性和热负荷特性进行了系统的分析,结果表明：哈尔滨地区通信机房适合的围护结构为砖混37利彩钢板50；北京、武汉、南宁、昆明地区通信机房适合的围护结构是砖混24和彩钢板50：哈尔滨地区的通信机房在冬季存在空调热负荷,北京、武汉、南宁和昆明地区的通信机房全年需要制冷；在全年的制冷需求中,哈尔滨地区自然冷源可利用时间达到9个月,北京、武汉、昆明地区自然冷源可利用时间在6个月左右,南宁地区有3个月的时间可采用自然冷源技术；自然冷源技术在通信机房制冷中的应用可以分担空调大部分冷负荷,缩短空调的上作时间,从而节约空调能耗；通过对自然冷源利用率的分析,为乙二醇换热器的可行性提供了理论依据.

2)对乙二醇换热器理论模型的参数进行了分析和计算,主要从两方面进行研究,一是对换热器内部流体的物理特性分析,包括乙二醇溶液的密度、比热、导热系数和动力黏度；二是换热器热学参数的计算,包括换热器结构的初步规划及几何参数计算、换热器载冷剂的流速、室内和室外风量的确定、室内和室外换热器传热半均温差的计算、管内膜管外膜传热系数的计算、翅片效率计算、换热系数及换热器外形结构计算、风机与循环泵的选型.结果表明：哈尔滨地区适合选择换热器的工质为50%体积浓度乙二醇溶液,北京地区适合选择40%体积浓度乙二醇溶液为换热器的载冷剂,武汉和昆明较为适合20%体积浓度乙二醇溶液为换热器工质,南宁地区常年温度高于水的冰点,只需O%浓度的工质即可.换热器模型可以适用于5个代表性地区的通信机房.

3)对乙二醇换热器的控制参数进行了优化设计,通过系统的理论分析和计算,建立了能够满足约束的功率模型,并通过遗传算法和有效集算法搜索得到了在离散温差点的功率模型最优解,进而利用Elman神经网络对连续温差的功率和频率特性进行预测,分别得到50%、40%、20%、0%体积浓度乙二醇溶液为工质的功率与频率模型.通过模型控制变频参数并计算出泵和风机的换热量和消耗功率,与热半衡实验室模拟环境中测得的实际数据进仃误差分析,结果表明：功率模型与实测数据的绝对误差均可以控制在5%范围内,能够满足实际变频控制的需求,因此通过功率模型确定变频参数实现换热器泵和风机的节能是准确可靠的.

4)对乙二醇换热器在通信机房中的节能效果进行了全面的分析,通过建立乙二醇换热器的能效比模型,得出5个代表性城市通信机房在所适合的围护结构中,采用乙二醇换热器与空调联动系统制冷的全年能耗,与单独采用空调制冷的全年能耗.进而计算出乙二醇换热器的节能率和年利用时间.结果表明：在承担同样的机房冷负荷条件下,采用乙二醇换热器的耗能要显著小于空调的耗能；哈尔滨地区通信机房可利用乙二醇换热器的时间近9个月、北京超过6个月、武汉超过5个月、南宁约3个月、昆明达到6个月；哈尔滨地区砖混37围护结构中采用乙二醇换热器与空调联动系统全年节能率达到31.9%,北京、武汉、南宁、昆明地区砖混24围护结构中采用联动系统全年节能率分别为24%、20.5%、10.5%、33.5%；哈尔滨、北京、武汉、南宁、昆明地区彩钢板50围护结构中,采用联动系统节能率达到42.7%、35.4%、28.4%、12.9%、34.5%；乙二醇换热器在我国通信机房的节能应用中能够发挥巨大的潜力.

本文的研究工作为乙二醇换热器在通信机房中的节能提供了理论和应用依据,尤其在换热器的设计和变频控制思想方面提供了重要的技术支持,同时在乙二醇换热器对自然冷源的利用方面,对其地域特性和节能效率进行了全面深入的研究,为通信机房的节能减排开辟了广阔的应用前景.

第三篇风机节能论文范文模板：长耳鸮翅膀气动与声学特性及其仿生应用研究

当前,能源危机和环境污染是人类迫切需要解决的两大问题.现代高速列车、民营飞机等大功率空气动力机械的日益增多,节能降噪显得更加重要.改善气动性能、降低气动噪声便成为空气动力机械的研究热点.

自然界中许多鸟类具有优良的飞行特性,如极狭长型翼的信天翁(Diomedeaexulan),鸮形目和隼形目的中长而宽阔型翼的鸟类等.另外,鸮形目鸟类还具有“静音飞行”能力,如长耳鸮(Asio otus)、灰林鸮(Strix aluco)、雕鸮(Bubo bubo)等.鸮类为了能悄无声息地扑食猎物,进化出的独特翼型和翅膀羽毛特征使其无论是在扑翼还是滑翔飞行均产生低强度的噪声.此外,鸮类在降低飞行速度同时具有小的翅膀扑翼频率和幅度,这是其他大部分鸟类很难做到的,因此同样低速飞行,其他鸟类所消耗的能量要远大于鸮类.鸮形目鸟类进化出的高效飞行和静音特性,对于改善风机叶片、飞机机翼等空气动力机械的气动性能和声学特性具有借鉴意义,为工程增效降噪研究提供了新的研究思路和方法.

本文从仿生学角度出发,选取长耳鸮(Asio otus)和雀鹰(Accipiter nisus)两种鸟为研究对象.这两种鸟都善于滑翔,体型相近,但飞行噪声差距较大.对比分析了长耳鸮与雀鹰的翅膀及羽毛几何形态学特征.建立了两种鸟类静态翅膀的三维实体模型并加工出模型样件,通过试验研究和数值模拟,得到了两种鸟类翅膀的空气动力学及声学特性.分析了长耳鸮、雀鹰翅膀气动特性和声学特性与其翅膀及羽毛结构及形态的内在联系,初步揭示了长耳鸮高效低噪飞行机理.运用长耳鸮的降噪特征,根据仿生学原理,建立了仿生风机叶片的实体模型,并加工出成品样件,试验研究了仿生叶片的气动特性和噪声特性.

本文对体型及飞行方式相似的长耳鸮和雀鹰翅膀进行了几何参数的测量.测量结果表明,长耳鸮翅膀前缘较厚,后缘很薄,厚度主要集中在翅膀根部,从根部到端部,翼型厚度和弯度都快速减小,而雀鹰翅膀也是前缘厚,后缘比较薄,但其厚度分布较长耳鸮均匀,从翅膀根部到端部,翼型厚度变化较小,弯度减小也平缓.长耳鸮最外侧的初级飞羽前缘具有梳子齿结构,后缘及端部都有刘海状毛边,而雀鹰翅膀羽毛不具有这些特征.两种鸟翅膀表面羽片相互扣覆均形成辐射状的V型沟槽形态.

本文对长耳鸮与雀鹰翅膀各截面翼型几何参数进行了提取,拟合修正建立了滑翔姿态时的光滑翅膀三维模型,并采用Profili翼型设计软件对长耳鸮与雀鹰翅膀展向截面翼型分别进行了气动性能计算分析,对比发现雀鹰翅膀翼型的气动特性要优于长耳鸮的翼型.从翅膀根部到端部两翅膀翼型的升力系数都下降,其中长耳鸮翅膀翼型升力系数下降幅度要大,但升阻比变化趋势一样,而在展向40%处两者截面翼型的升阻比都最大.分析发现,气动特性与翼型的厚度分布、弯度等因素有关.

运用开口式低湍流度风洞,对翅膀模型的气动特性进行了试验分析.分别测量了2m/s和20m/s两种速度下的翅膀升力和阻力,对比分析了翅膀升阻特性.在2m/s和20m/s下,长耳鸮升力系数达到最大时的攻角分别为28°,和30°,,雀鹰最大升力系数攻角都为28°,.随着速度的增大,长耳鸮翅膀失速攻角增大,这说明长耳鸮翅膀在高速时更不容易发生边界层分离.随着速度的增大,长耳鸮与雀鹰翅膀升力系数都有所增加,小攻角时的增大速度明显大于大攻角时的增大速度；阻力系数随速度增大而减小,相同速度时随攻角的增大而增大,但在20m/s风速条件下长耳鸮翅膀阻力系数增大速度要明显小于2m/s时的增长速度.通过设计旋转试验台,在半消声室测量了线速度为20m/s,攻角为20°,时翅膀模型的气动噪声,发现长耳鸮与雀鹰翅膀模型主要产生低频噪声,且长耳鸮翅膀的气动噪声明显低于雀鹰翅膀模型.

采用部分正交多项式回归设计,研究了长耳鸮前缘梳子锯齿几何尺寸参数对翅膀声学性能的影响.结果表明,前缘梳子锯齿能够有效降低长耳鸮翅膀的气动噪声.在攻角为20°,,风速为20m/s时,前缘梳子锯齿的翅膀模型A声级噪声值最大可降低8dB.极差分析结果表明,锯齿宽度是影响翅膀声学特性的主要因素,其次是梳子齿与展向夹角,锯齿高度影响最小.建立了翅膀噪声降低量与梳子锯齿展向夹角、齿宽、齿高的回归方程,并对回归方程优化得出展向夹角为30度,锯齿宽度为1mm,锯齿高度为1mm时翅膀噪声降低最大.

数值分析结果表明,小攻角下长耳鸮翅膀根部因弯度和厚度都要大,翅膀上表面后缘更容易发生边界层分离,随攻角增大翅膀翼尖部靠近前缘处最先发生了边界层的分离,而雀鹰翅膀边界层分离区域要大于长耳鸮翅膀.因此,雀鹰翅膀的边界层分离涡脱落噪声要大,并且前缘梳子锯齿相当于涡流发生器能推迟翅膀表面的边界层分离,使分离区减小.可见翅膀翼型和前缘梳子锯齿结构都是影响长耳鸮静音飞行能力的重要因素.对比压力云图发现,雀鹰翅膀上下表面的压力差要比长耳鸮翅膀的大,这表明,在相同条件下雀鹰翅膀升力系数要比长耳鸮翅膀高.

基于长耳鸮、雀鹰翅膀表面呈现的V型沟槽形态,在轴流风机平板叶片上进行仿生构建,设计了V型和圆弧型两种截面,进行全部试验.结果表明,采用V型截面的效果优于圆弧型截面,仿生风机的气动性能优于原型风机,最大流量提高了6.1%,最大静压提高了7.0%.从速度分布图可以看出,相对原型风机,仿生风机的出口气流要更平稳,更靠近轴心；比较两者全压分布发现,仿生风机出口全压分布较好,且明显大于原型风机出口全压.原因可能是,逆渐开线波折状叶片表面能阻碍气流沿径向扩散,减少径向流失,且起导流作用使更多的气流靠近轴心流出,从而使出口流量和压力都增大.

基于长耳鸮、雀鹰翅膀特征,对轴流风机叶片翼型进行了仿生设计,并对仿生叶片进行了气动与噪声试验.试验结果表明,采用雀鹰40%截面翼型风机气动性能最好,但气动噪声相对较大,而从叶根到叶顶采用长耳鸮翅膀变化的翼型对风机的气动特性改善较小,但对降低气动噪声效果显著.选取雀鹰40%截面翼型,对中弧线按长耳鸮翅膀展向截面翼型的弯度变化规律进行修改.试验结果表明,此仿生风机同时具有良好的气动性能和声学性能.

第四篇风机节能论文范例：基于图像分析的废杂铜熔炼过程控制

节能减排是废杂铜熔炼过程迫切需要解决的重要问题.针对熔炼烟尘浓度和铜含量现有检测方法造成的高能耗问题,本文创新提出了熔炼烟尘浓度和铜含量的图像检测方法和基于图像特征反馈的熔炼过程闭环控制方法,开发了基于图像特征反馈的废杂铜熔炼过程集成控制系统,具体内容包括：

1.针对废杂铜熔炼过程中熔炼烟尘浓度难以在线检测的问题,提出了一种基于图像特征的熔炼烟尘浓度检测新方法.该方法利用不同工序下烟尘浓度与烟尘图像之间的对应关系,构造了火光亮度指数和背景模糊度指数,作为熔炼烟尘的图像特征,实现了低成本熔炼烟尘浓度在线检测.另外,针对日光变化降低火光亮度指数信噪比的问题,进一步提出了变光照环境下的烟尘图像特征提取方法,有效消除了日光变化对烟尘图像特征的影响.

2.针对除尘风机开环控制造成的高能耗问题,提出一种新的基于烟尘图像特征反馈的转速闭环控制方法.首先,设计了基于图像特征反馈的风机转速闭环控制系统结构.然后,利用不同工序下火光亮度指数和背景模糊度指数的分布特点,建立了一种转速分级控制模型.最后,针对分级控制模型调速导致的运行不平稳问题,提出了一种新的基于k均值聚类和最小二乘支持向量机的动态多模型的转速控制模型,实现了风机转速连续调控.

3.针对目前熔炼过程铜含量离线检测的问题,建立了一个基于铜样本颜色向量角的铜含量回归模型,实现了铜含量的快速、低成本检测.该模型引入颜色向量角来量化铜样本的颜色,使用最小二乘支持向量机建立软测量模型,并在小样本条件下的对基于三种颜色特征的铜含量估计方法进行了对比分析.

4.针对铜样本表面缺陷会影响铜样本图像颜色特征的问题,提出一种基于ROI选择和改进颜色向量角的铜含量估计新方法.首先利用缺陷检测筛选信噪比高的ROI用于颜色向量角的提取.然后,针对再生铜特有的颜色分布,构造了新的颜色向量角,使其能够反映再生铜颜色的微弱变化.最后,利用改进后的颜色向量角建立铜含量最小二乘支持向量回归模型.

5.针对目前国内废杂铜熔炼企业缺乏成套节能控制系统的问题,开发了基于烟尘和铜样本图像特征反馈的废杂铜熔炼双闭环控制系统.该系统的外部闭环通过铜样本改进颜色向量角的反馈来控制熔炼炉的功率,内部的闭环通过烟尘图像特征的反馈来控制除尘风机的转速.实际运行表明该系统节能效果显著.

最后总结了全文,并对废杂铜熔炼过程图像检测及过程控制未来的工作进行了展望.

第五篇风机节能论文范文格式：机电设备的效率优化方法及其优化控制的研究

在国民经济的众多领域,存在大量的机电设备,只要需要用多台设备来共同完成一件任务,就存在一个系统的整体能耗最低问题,也就是系统的整体效率优化问题.

随着节能形式的日益严峻和环保工作的日益发展,这一问题变得越来越重要.

当前,人们对各种系统的优化研究已经广泛开展,但是,1）较普遍意义上的机电设备的优化理论还没有统一的结论；2）很多系统的模型难于建立,所以目标函数的优化过程很难进行；3）很多被广泛采用的经典控制方法,如用于恒值控制的PID调节方法,由于方法本身就没有考虑能耗最小化问题,所以也就不可能自然而然地实现满足工艺条件下的最低能耗运行,但是人们在很多领域又没有发现最优的控制方法,所以也就不可避免的存在能量浪费,即使是象南水北调这样的世界级工程,其机电设备的节能优化问题依然没有解决.

本文的目的是寻找机电设备的优化控制方法和优化切换方法,主要内容如下：

1）分析各种机电设备的能量表达式,例如势能、动能、电能、热能、磁能等,所用的机电设备不同,系统的总功耗表达方式也不同,本文给出机电设备组成系统的能耗标准化形式及整体效率函数,

2）由于很多系统的动态模型和静态模型都难以准确地建立,所以不论是静态优化还是动态优化工作就难以准确进行,难以给出准确的优化问题的解；本文依靠机电设备效率函数的形状,而不依赖于系统的准确模型,固定总负荷量,并假设每台参与工作的设备负荷率大于零,给出并证明了机电设备组成系统的最优调节方法和最优运行台数,变化总负荷量,给出最优切换方法及最优切换点,从而将机电设备的动态优化和静态优化合而为一,

3）针对调速水泵和调速风机,给出了一种优化控制方法和一种优化切换方法,并给出最小电耗值,对于由相同水泵或风机并联组成的系统,其最优控制方法是保持各台运行设备的负荷率相等,

4）针对定速水泵和定速风机,给出了一种优化控制方法和一种优化切换方法,给出最小电耗值,对于由相同水泵或风机并联组成的系统,其最优控制方法是保持各台运行设备的负荷率相等,

5）针对由多台相同电动机驱动的高速列车和输送机械等系统,对于固定的总转矩,得出最优的控制方法,其最优控制方法是保持各台运行设备的负荷率相等,对于变化的总转矩,得出最优的切换方法.

6）针对水泵风机系统存在的控制稳定性问题,利用水泵风机的相似定理,推导出稳定控制的判别方法和稳定控制方法.

本文最重要的结论是提出了机电设备组成系统的优化调节方法和优化切换方法,其证明方法是基于：

1）效率函数可以近似地看作是过原点的非负的凹函数,

2）固定总负荷量,假设每台参与工作的机电设备负荷率大于零,推导出各台运行设备的最优负荷分配控制方法,

3）改变总负荷量,以单位负荷的能耗为目标函数,推导出最优切换方法和最优切换点,总负荷增加时,确定出n和n+1台运行设备的最佳切换点,总负荷减小时,确定出n和n－1台运行设备的最佳切换点.

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