一、基于有限元分析方法对换热器结构的改进设计（论文文献综述）
李树奎[1]（2020）在《换热器水室结构优化设计与无模制造技术应用》文中提出数字化技术的应用为现代工业创立了一个新的局面。设计过程的数字化是现代设计技术的发展趋势。现代产品设计中对换热器零部件设计的高效性、可靠性和节约性都有了更高的要求。通过运用CAE数字化仿真技术辅助设计可以提高产品质量、性能和可靠性,缩短产品研发周期,节约成本。因此,CAD/CAE数字化设计与制造技术在机组换热容器产品开发中的应用日益普及,为产品的快速、高效和绿色开发设计提供了可能。本文首先对中央空调制冷机组管壳式换热器CAD建模并进行了结构有限元应力分析,其次对应不同的制造工艺设计了三种水室结构,分别对其结构进行强度计算、仿真分析和方案优选,并论述了基于无模数控成形快速制造技术实现新型水室的绿色制造,主要包括以下三方面内容:（1）根据换热器相关行业标准及专业设计模块,基于SolidWorks三维设计软件包对中央空调用制冷机组的管壳式换热器结构零部件进行了 CAD建模并通过有限元方法对其受力情况进行了模拟受力分析。根据分析结果零件的变形和应力分布情况,进行零部件结构的详细设计,进而修改优化相关设计参数,完成产品的系列化、规格化设计。这种运用数字化仿真技术辅助设计的CAD/CAE一体化产品开发过程可以提高产品的质量、性能和可靠性,缩短产品设计及样机试验的时间,节约产品开发费用和成本。（2）基于SolidThinking Inspire工业设计软件进行了新型铸铁水室结构模型的拓扑优化分析,并进行了相应的形状尺寸优化设计和仿真分析,实现了对管壳式换热器水室零部件的结构轻量化设计,这一有益探索为类似的换热器零部件的结构优化设计和系列化设计提供了参考依据。通过合理选择结构参数可以进行结构优化,达到既提高零件力学性能和可靠性的目的,又能够更合理地利用材料,节约成本,实现绿色设计。（3）基于无模数控成形快速制造技术制造砂模,实现对新型铸铁水室的无模样铸造。这样的无模生产制造技术适用于单件铸件、小批量铸件和多品种铸件。由于机组换热器水室产品为单件、小批量、多品种产品,尺寸精度低,加工简单,所以尤其适合此种制造工艺。通过在三维CAD模型驱动下直接数控加工砂型,可以准确地按照设计三维模型进行产品样件制造。不需要木模,可以大大降低复杂铸件的开发时间和费用,因而具有广阔的应用前景。本文相关的研究实践工作为行业内产品轻量化设计,节能降成本改造及先进制造技术的推广应用等提供了很好的借鉴。
张东海[2]（2020）在《分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究》文中认为地源热泵系统通过地下埋管换热器实现和周围地下岩土介质的热量交换,地下埋管换热器设计合理与否,决定着地源热泵系统的可靠性和经济性,是地源热泵系统能否安全高效运行的核心所在。建立准确的地下埋管换热器传热模型并用以预测其传热特征和传热规律,是合理设计地下埋管换热器的前提。地下岩土构造复杂多变,一般呈现出明显的分层特性,甚至局部出现地下含水分层构造,地埋管和周围岩土间的传热本质上属于变物性复杂介质条件下的非稳态传热问题。开展复杂条件下岩土介质中地埋管的传热规律研究,对于地埋管换热器的设计和优化具有重要的实际意义。本文采用理论解析、数值模拟、原位实验和室内测试相结合的方法,开展了复杂条件下竖直地埋管换热器的传热特性研究。通过建立能够准确反映现场实际地质条件的地埋管传热理论和数值模型,研究了分层和渗流条件下地埋管的传热规律和影响因素,并将地埋管传热模型和热泵机组模型以及建筑负荷模型耦合,丰富了复杂条件下地源热泵系统动态模拟计算理论和方法。主要内容如下:（1）基于内热源理论、分离变量法和格林函数法,以单个瞬时圆环状热源作为基本单元,提出并建立了竖直埋管换热器分层传热一体化理论模型,详细推导并获得了该理论模型的解析式。模型可统一描述钻孔和桩基竖直埋管换热器的分层传热问题,且考虑了岩土介质的横观各项同性特征,具有较为广泛的适应性。对地埋管单管和管群作用下的传热规律进行了深入研究,获得了长时间运行时分层参数对壁面平均温度的影响规律,给出了分层和均质假设下岩土温度响应的差异,表明了采用分层模型预测地埋管传热的必要性和科学性。（2）综合考虑地面对流传热边界、地下渗流条件和岩土体的横观各项同性特征,基于移动热源理论和格林函数法,建立了地面对流传热边界条件下存在地下水渗流时地埋管换热器的渗流传热理论模型,并获得了该理论模型的解析解。模型突破了传统理论将地面边界设定为第一类边界条件的限制,更切合工程实际,且更具普适性和准确度。基于该理论模型,研究了地下渗流、地面对流作用和热源径向尺寸对地埋管周围岩土温度的影响规律,可为渗流条件下地源热泵工程的设计和优化提供理论支持。（3）基于修正的管道流模型,建立了分层和渗流复杂地质条件下竖直埋管换热器三维瞬态热-渗耦合数值模型。模型通过管内一维和管外三维结合来描述地埋管换热器和周围岩土介质间的渗流和传热耦合问题,在保证计算精度的前提下,可改变由于换热管大长径比而引起的网格质量不高的弊端,显着提高计算效率。利用数值模型,研究了岩土分层和渗流条件下单管和管群作用时钻孔内部的传热特性和影响因素,获得了钻孔壁面及管内流体温度和热流的竖向分布规律。（4）搭建了工程尺度的地埋管原位热响应实验系统,基于p阶线性模型研究了分层岩土中管内流体温度分布特征和综合热性参数的确定方法。结果表明,相对于线性和对数分布,采用p阶线性模型拟合流体温度分布具有更好的精度。此外,利用原位热响应实验数据对三维瞬态数值模型在工程尺度上的适用性进行了验证,为开展复杂条件下地源热泵工程系统的性能模拟计算打下了基础。（5）综合考虑地温季节性波动及岩土体分层和渗流条件,建立了包含建筑负荷模型、地埋管换热器热-渗模型和热泵机组模型的地源热泵系统动态性能模拟计算耦合模型,丰富了复杂地质条件下地源热泵系统长期运行性能模拟计算方法。研究了夏季冷负荷占主导的冬夏不平衡负荷作用下、分层和渗流岩土介质中地源热泵系统长期运行能效的变化规律,获得了负荷特征、地层季节性温度波动、分层渗流、埋管间距因素对地源热泵系统长期运行能效的影响规律。该工作可为复杂条件下地源热泵工程的优化设计和地下储能系统的开发利用提供较为准确的计算理论和方法。
王建业[3]（2020）在《往复压缩机及其管线气流脉动抑制结构优化方法研究》文中指出往复压缩机是制造业中常用的过程装备之一,作为压缩并输送工艺介质的关键设备,在航空、航天、化工、石油等众多关键领域都扮演着重要的角色。其周期性和间歇性的工作模式使其附属管线中不可避免的存在气流脉动。大量现场实践和实验研究证实,压缩机管道振动大多数是由气流脉动引起的,会极大地威胁装置的安全运行。在对气流脉动较大的往复压缩机及其管线系统进行减振改造的过程中,添加孔板是一种比较常用的现场方案。通过结构优化提高孔板的脉动抑制水平,可以更有效的进行管道减振。本文针对孔板的结构优化进行了一系列研究。本文首先讨论了往复压缩机气流脉动产生、传递并激发管道振动的机理,以及添加孔板消减气流脉动的原理。然后基于气流通过孔板形成涡旋,从而耗散脉动气团的能量以削减脉动压力的构想,提出了对单孔孔板进行改进后的多孔脉动稳流器结构。并且利用计算流体力学软件CFD（全称Computational Fluid Dynamics）对该结构的等效孔径比、外圈斜孔中心距、外圈斜孔面积比以及外圈孔倾斜角度等参数对脉动抑制效果的影响及其影响机理做了仿真研究,得到了多孔脉动稳流器的最优参数。基于孔板越靠近缓冲罐,则越接近孔板作用的理想状态且气流脉动抑制效果越好这一原理,提出了一种对单孔孔板进行改进的新型脉动衰减器,该结构的开孔直接探入到缓冲罐中,使脉动气团可以直接进入缓冲罐中,从而更大程度的缓解脉动冲击力。并且通过一系列的模拟仿真,得出该结构下环向开孔对于气流脉动可以起到积极有效的促进效果。将改进后的新型脉动衰减器应用于某具体的往复压缩机组管道减振案例中,气流脉动抑制效果显着。在理论及仿真分析的基础上,对某炼油厂工程实例中振动超标的往复式压缩机及管线进行应力分析、振动信号分析和气流脉动分析,并提出整改措施,取得了较好的减振效果。
张培龙[4]（2020）在《基于传热及力学解析模型的能量桩可靠性设计》文中研究表明能量桩作为一种利用浅层地热能的新能源技术,兼备地源热泵换热和桩基承载作用,在未来具有一定的推广价值。但由于桩身换热过程存在热传导较为复杂、承载受温度-力学场耦合作用和热物性参数分布不均匀等问题,在实际施工中难以进行科学便捷地工程设计,因此建立相应的传热和力学解析模型以及可靠性设计方法并在Python中进行编译,对能量桩技术的发展和完善具有重要意义。传热模型方面,针对传热理论解析模型过于复杂、难以求解的问题,将能量桩换热过程分为循环液热交换、桩身和桩周土热传导三部分,总结归纳现有经验函数,引入曲线拟合、阶段求和等方法构建温度响应G-函数来表征流体、桩身和桩周土的换热效果,并讨论桩径和周围土体热物性对换热效果的影响规律。建立线热源和有限元模型,施加全年周期的热荷载与G-函数进行温度变化量的对比,验证函数模型在长时间周期换热表现的准确度。力学模型方面,为掌握温度和机械荷载共同作用下能量桩热-力耦合力学特性,以热膨胀中性点为位移零点,通过位移协调的方法改进传统荷载传递模型,建立热-力耦合荷载传递法,研究温度、剪切强度和边界刚度等参数对桩身耦合力学表现分布的影响。同时,量化土性沿埋深方向的变异性、考虑温度对荷载传递函数的改变,改善力学解析模型,进一步分析室内模型试验和实际工程案例,通过实测值对比解析值验证模型的有效性。可靠性设计方面,结合贝叶斯公式和马尔科夫链随机过程（M-H算法）处理钻孔数据,优化参数的概率分布形式来表征土性的不均匀性。将参数组合代入传热和力学解析模型,通过蒙特卡洛循环模拟确定不同桩型在换热和承载的失效概率,得到备选可行域。此外,本文还拓展研究了群桩传热和承载性能的解析模型。建立了双桩传热有限元模型分析临桩间热干扰程度,转化为双桩换热效率计算方法并推广到群桩换热;综合考虑Mindlin解和热致侧摩阻力分布,求解能量桩周围土中竖向应力,并结合应力叠加原理建立群桩力学效应的计算方法。最后,整合G-函数、荷载传递法和群桩效应对能量桩排桩基础案例进行分析,验证了解析模型的准确性。
杨博[5]（2020）在《多股流缠绕管式换热器管板的应力分析》文中研究表明多股流缠绕管式换热器是管壳式换热器的一种,具有结构紧凑,适用温度范围广,可以在一台换热器中同时实现多种介质之间的热量交换,能够实现高效换热等优点,在实际生产中常用于设备的关键部位,并且随着当前对能源需求的加剧,对其需求量也在逐年攀升,但由于多股流缠绕管式换热器管板的特殊性,国内外目前还没有针对其进行运算的相关标准和方法,因此对该类型换热器的管板计算研究有待进一步深入,本文以其为研究对象,开展了以下工作:（1）将b型连接的多股流缠绕管式换热器管板简化为周边固支的圆平板,且在圆平板边缘与壳程筒体连接位置承受壳程筒体传递的重力作用,计算时将其分成受到均布载荷作用的圆平板与受到环形载荷作用的当量圆平板两部分,分别求出管板在均布载荷和环形载荷作用下的应力,并将其叠加,求得管板的应力分布状况。（2）结合具体实例,利用ANSYS Workbench对不同工况下管板的应力分布状况进行静力学分析,并将静力学分析结果与理论计算结果进行比对分析,以验证理论推导的正确性。（3）利用ANSYS Workbench对多股流缠绕管式换热器管板进行热力耦合分析,得出其温度场分布状况;后采用顺序耦合法求解热结构耦合条件下管板的应力分布,在不同位置选取4条路径,根据JB4732中的应力评定标准对所选路径上受到的应力进行分析评定,了解所选路径上的应力变化规律。
戴兵[6]（2020）在《聚氨酯发泡设备的模块化设计与研究》文中指出随着客户对发泡机个性化需求的不断增长,企业需要生产出多样化的产品,同时缩短产品的设计与制造周期、降低生产成本。将模块化设计方法运用到聚氨酯发泡机模块化设计与研究,可以解决企业面临的客户个性化需求快速响应等问题。本文通过模块化设计方法进行聚氨酯发泡机的模块划分,对混合模块、主机机架等关键模块进行理论设计及建立模型库实现发泡机设计需求的快速响应,采用理论、仿真及实验相结合的方法研究影响发泡质量的因素,提高发泡机整机性能及制品质量。（1）采用模块化设计方法对发泡设备进行分类设计,分析常见的机械设备的模块划分方法,采用功能-结构-工艺划分模型对发泡机系统进行多级模块划分,分析聚氨酯发泡机零部件之间的相关性,使用改进型遗传算法求解模块划分方案,通过MATLAB软件设计相关算法程序,通过程序迭代计算得到聚氨酯发泡机的模块划分方案。（2）通过对发泡机混合机理的理论分析,得到混合室的内部对称型进料口混合结构,提出聚氨酯高压发泡机采用高速撞击来混合物料,通过混合室的理论计算及Fluent仿真对物料混合压力、混合流场的速度等进行分析,确定混合室的直径为10mm,进料口直径1.5mm等最佳设计参数,并对混合、主机机架等关键模块进行结构设计。（3）通过有限元仿真对搅拌模块进行静力学分析,得到搅拌叶片的最大变形为0.029mm,最大等效应力为4.85MPa。同时对主机机架模块进行有限元仿真得到主机机架的固有频率及振型,判定发泡机正常工作环境下不会产生共振,并进行主机机架谐响应分析,得到主机机架在50-75Hz对外力较敏感,保证机器安全运行应避开此频率。通过SolidWorks完成零部件的模块化建模,并建立模型库,将发泡机的各模块进行装配。（4）对模块化设计的发泡试验机工作压力、物料流量和混合头注射流量等技术参数进行测试。通过拉伸及压缩测试机采集了发泡机不同参数生产的产品拉伸强度、断裂伸长率、压缩强度等力学性能,压缩强度指标比普通发泡机提高3.43%,拉伸强度、断裂伸长率分别提高5.54%和5.73%。同时通过实验分析混合室直径、进料口直径与混合效果的关系,理论分析计算得到的设计参数与实验结果相符,显着提高发泡机的整机性能和制品质量。建立功能-结构-工艺多层次模块划分数学模型,利用改进型遗传算法快速获取聚氨酯发泡机模块划分方案。对混合、自动搅拌、主机机架等关键模块进行优化设计,确定自动搅拌模块双叶片搅拌结构和混合室的内部对称型进料口混合结构,并通过理论分析及试验确定进料口直径、混合室直径等设计参数,有利于提高发泡机的整机性能和制品质量。
刘江涛[7]（2019）在《槽式聚光太阳能集热系统风载特性及热力性能研究》文中提出槽式聚光太阳能集热系统在中高温太阳能热利用中占据着主导地位。现有研究主要集中在槽式集热系统光热转换效率方面,对系统中聚光装置风载特性和吸收器热应力研究不多。槽式聚光太阳能集热系统主要建立在室外空旷场所,风况比较复杂,而构成聚光装置的弧形反射镜和支撑结构的钢梁部件,都属于风敏感结构,因此对槽式聚光装置风荷载特性和结构稳定性的研究十分重要。现有的槽式集热系统大量采用直通式真空管作为集热器,真空管具有热损小,效率高的优点,但存在成本高,运输和长期使用易出现破损的情况。针对真空管存在的不足,提出一种基于“黑腔”原理的金属腔体吸收器,该腔体集热效率和真空管相当。对该腔体吸收器的传热特性分析并提出优化方案,在此基础上对腔体吸收器进行热应力的分析研究,为腔体的结构性能优化和安全稳定使用提供依据。本文通过格子Boltzmann方法研究分析槽式聚光镜的风载荷特性,对聚光镜支撑结构进行力学分析研究,提出改进方法。采用有限元分析方法对金属腔体吸收器进行传热特性分析和结构优化,并研究分析热力作用下腔体吸收器受力情况。通过实验和计算仿真方法构建以研究对象槽式聚光镜、腔体吸收器为主要部件的供热系统,用于烟丝干燥,实现了太阳能集热与用热系统之间的合理匹配。主要完成研究工作包括以下内容:（1）分析近地面大气层气流特点,以格子Boltzmann方法为理论依据,建立槽式聚光镜分析模型,设定实际环境存在的52个工况,对槽式聚光镜进行计算,得出聚光镜流场分布规律,并对原因进行分析。获得每个工况下聚光镜的阻力系数、升力系数、扭矩系数,得出当俯视角为0°和方向角为15°时候,有最大阻力系数,其值为1.77032;在俯视角为60°和方向角为15°时,有最大的升力系数,其值为-1.91148。在俯视角为30°和方向角为120°时,有最大的扭转系数,其值为-0.4545。选择俯视角为60°和方向角为0°的工况进行详细分析研究,对风压分布、涡流形态和变化规律进行计算和分析。（2）利用ANSYS软件针对聚光镜支撑结构进行结构力学分析,得出结构的固有模态频率,通过施加固定风荷载,获得聚光镜支架应力和应变变化规律,根据分析结果对聚光镜支架进行优化。进行优化设计后聚光装置第一阶固有频率5.388Hz提高到6.46Hz,避免低阶频率的共振现象发生。通过施加风荷载后计算得出,优化后的支撑结构最大位移由12.9mm减少到8.2mm,提高系统稳定性和聚光效率。（3）利用光学仿真软件,分析腔体吸收器吸热面所接受的能流分布规律,并进行实验研究。建立三种不同结构的腔体吸收器,通过模拟计算获得腔体内部温度场和速度场分布规律,得到传热性能较优的腔体结构。通过模拟计算和实验研究,得出腔体吸收器内工质温度随太阳直辐射强度的变化规律,管内压损与工质温度的变化规律,恒温入口工质在不同流速下温度变化规律。（4）通过理论分析和模拟仿真计算对腔体吸收器的热—应力耦合问题进行研究,得出腔体吸收器热应力和应变的分布规律。研究得到:腔体吸收器在冷却条件下温度梯度分为出入口段、腔体内肋片部分和中间外壁中间区域,冷却过程中高温区域集中在腔体内肋片部分和出入口段,低温区域集中在中间区域外壁部分。出口和入口附近区域产生较大热应变和应力,腔体内部肋片区域热应变和应力明显高于其他区域。随着腔体对流换热系数的增大,最大等效应力呈增大的趋势。在对流系数不超过1000W/（m2?k）范围内,最大等效应力没有超过材料屈服强度,最大形变量在5.8834mm5.6061mm范围内。计算出热应力下的腔体吸收器的前六阶固有模态频率,其中第一阶固有模态频率为90.882Hz。（5）基于本文中所研究的聚光镜、支架结构和腔体吸收器搭建烟丝干燥实验平台,该平台以槽式太阳能聚光集热系统提供热源,利用干燥管实现烟丝快速脱水。对烟丝在高温气流干燥过程中的运动方程和热平衡方程进行了推导,采用模拟仿真方法对影响干燥效果的速度和温度等因素进行了分析,与实验测试数据相符,确定了基于槽式太阳能聚光集热系统的烟丝干燥最佳工况。实验表明:搭建的槽式太阳能聚光集热系统各部分功能匹配,能满足烟丝干燥所需200℃的用热需求。
吴夏来[8]（2019）在《有机朗肯循环过程的优化与控制研究》文中研究表明通过余热回收提高能源综合利用率,减少能源消耗是缓解能源和环境问题的重要举措。有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）具有循环热效率高及设备简单等优点,是低温余热回收领域的关键技术。为了提高ORC系统的余热回收能力,本文针对ORC系统的参数优化和控制问题进行了深入研究,主要工作内容概括如下:·针对车载有机朗肯循环系统,提出了一种基于热力学稳态模型的系统参数优化方法,有效提高了有机朗肯循环在余热变化下的性能表现。该方法先通过建立ORC系统的热力学模型来预测换热器（蒸发器和冷凝器）几何参数和系统运行参数对ORC系统性能的影响。然后综合考虑发动机排气余热的多工况特性及ORC系统安装带来的负面影响,以系统净输出功率为目标,对车载ORC系统的参数进行了优化。通过求解所建立的混合整数非线性优化问题同时得到系统最优的换热器几何参数以及ORC系统运行参数。将所提的优化方法分别与不考虑ORC系统负面影响的优化方法和只在一个主要排气工况上优化的方法进行了比较,结果表明了本方法的优越性。·针对传统ORC控制序贯设计的缺点,提出了一种基于结构奇异值分析的有机朗肯循环运行参数优化与控制集成方法,该方法保证了有机朗肯循环在余热波动下安全高效运行。由于传统上在确定ORC系统控制目标（循环运行参数）的过程中没有考虑过程的闭环动态特性,所得到的控制目标在扰动下是不可达的,或在控制过程中容易违反约束条件。针对这一缺点,本方法在优化ORC系统运行参数（控制目标）的时候考虑了系统的闭环动态特性,以最大净输出功率为目标,建立了集成控制优化模型。在优化过程中基于结构奇异值对各个约束的动态可行性进行判断。通过对集成控制优化模型的求解同时得到ORC系统的最优运行参数和控制器参数。仿真结果表明该运行参数与控制集成优化方法的优越性。·针对大范围波动的余热工况,提出了有机朗肯循环的经济模型预测控制方法,有效地提高了系统的净输出功率。当余热工况在大范围内变化时,ORC系统的动态特性会发生很大的变化,为了最大限度地回收余热并在ORC系统的动态操作过程中满足约束要求,本方法以最大净输出功率为目标,设计了经济模型预测控制器。为了加快控制问题的求解,采用能反映系统动态特性的简化ORC模型作为预测模型,利用伪序贯方法求解并对控制问题的初始值进行了设计,同时简化了目标梯度的计算方式。仿真结果显示,与基于模型预测控制的监督控制相比,该经济模型预测控制能提高ORC系统的净输出功率。此外,该经济模型预测控制还适用于ORC负载跟踪控制,控制性能令人满意。
赵奇[9]（2019）在《基于热场分析的无油空压机换热器的优化设计》文中指出换热器又叫做热交换器,是一种传递热量的装置,是将热量从热介质传递到冷介质中,保障设备正常运行的重要途经,热交换器在诸多行业中的作用相当重要,如食品、化工、石油等。由于基础材质的限制,换热器在高温高压的工况下,出现局部破裂和泄露的问题。本文结合以往换热器的设计经验和计算流体动力学（CFD）方法,从数值模拟和试验两个方面对其进行深入讨论和研究,在原有换热器前端做优化,设计出一种不锈钢预换热器结构,用以缓解铝制换热器的压力。具体研究内容如下:第一,对当前换热器运行工况做数据汇总和关键参数提取,讨论和确定设备的破损位置和原因。讨论表明:破损位置均发生在钎焊部位,当前材料无法满足设备254℃的运行工况。第二,对换热器设计参数进行核对后,建立三维几何模型,对其做热应力分析,找到最大应力集中的位置,同时对结构进行参数修改和优化,重复做数值分析。通过温度场和热应力分析表明:设计预换热器结构用于在铝制换热器的前端,可以大大地缓解铝制换热器在此工况的压力,满足设备使用要求。第三,对整台机组的3D模型做冷却风道的流场分析,对相关辅助部件做受力分析,对整机做运输工况模拟分析。经过模拟分析和优化后,相关参数全部满足材料的许用应力。第四,从试验的角度对换热器进行测试,制作样机并装在现有机器上测试,收集测试数据后,同标准机组对比,试验结果表明:该性能完全达到和标准机组同样的要求,满足了当前使用工况。
宋晓彤[10]（2019）在《带压原油环境中定位机械手机械系统的设计与研究》文中认为在油田的开采流程中,原油换热器作为原油运输过程设备,用于对刚采出的原油进行加热,以便提高运输效率。但由于原油成分复杂且粘度较高,换热器易出现堵塞问题,为实现有效清洗且不影响油田开采进程,将传统清洗技术和机器人技术相结合,提出了一种用于原油换热器的新型在线自动清洗方案。本文所设计的定位机械手作为其中重要的一部分,工作于原油换热器封头带压进油侧,用于带动清洗头运动并实现精确定位,该装置的可行性以及性能的好坏对整个在线自动清洗方案的实现具有重要意义。因此,本文针对特殊的带压原油环境,提出了定位机械手的总体方案,对其机械结构、密封等进行了详细的设计;利用软件仿真校核结构并进行改进,确保设计的合理性;最后,考虑原油环境因素,研究了定位机械手的关节受力和驱动特性,确保驱动系统的设计及选型合理。论文的主要内容如下:首先根据换热器在线清洗任务确定了在线清洗装置总体方案,通过分析明确定位机械手的功能及结构设计要求;提出了定位机械手的机械系统总体方案,并对机械系统的结构、驱动系统、密封和防腐等模块内容进行了初步设计,建立了定位机械手初始三维模型。其次为在带压原油环境中保护定位机械手关节的驱动设备,防止原油泄露进机械手壳体结构内部,导致带电装置损坏,对定位机械手旋转关节和壳体连接处的密封结构进行设计。为保证密封的可靠性,基于ANSYS软件进行了结构密封性能的仿真验证,分析了密封压力和密封元件压缩率对密封性能的影响,以此验证了所设计密封结构的可行性,并为密封结构的参数选择提供了理论依据。第三,考虑到定位机械手所处的特殊工况,为确保机械手结构具有良好的强度和刚度,保证定位精度,本文分别分析了定位机械手整机初始模型在空气环境和原油环境中的应力及总变形位移;根据分析结果,对应力和变形较大的零部件进行了结构改进,并分析了改进结构的合理性;为寻找最优结构,结合结构优化设计理论,建立了定位机械手的结构优化模型,运用ANSYS有限元分析软件对机械手的结构参数进行了优化,获取了最优的结构参数,最终建立了优化后的定位机械手三维模型。最后为获取带压原油环境中定位机械手的驱动特性,进行驱动系统选型校核,通过分析单个运动体在原油环境中所受的液体作用力,建立了各个液体力对定位机械手旋转关节的作用力矩方程。因原油粘度较大,阻力系数不能依据经验取值,基于Fluent流体仿真软件求解了定位机械手外壳体在原油环境中运动的阻力系数Cd。结合Matlab软件对利用Lagrange方法建立的定位机械手动力学模型进行仿真分析,获取了机械手关节的驱动力和驱动力矩曲线,探讨了影响定位机械手旋转关节驱动力矩的因素并校核了驱动系统的选型。
二、基于有限元分析方法对换热器结构的改进设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于有限元分析方法对换热器结构的改进设计（论文提纲范文）
（1）换热器水室结构优化设计与无模制造技术应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 管壳式换热器 |
| 1.2.2 现代设计技术 |
| 1.2.3 无模生产技术 |
| 1.3 本文主要研究内容和方法 |
| 第2章 管壳式换热器的结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 管壳式换热器的结构组成 |
| 2.3 管壳式换热器CAD数字化设计 |
| 2.4 机组换热器三维结构模型 |
| 2.5 管壳式换热器CAE结构分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 换热器水室结构设计与模拟分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水室结构形式及工艺特点 |
| 3.3 法兰封头水室设计 |
| 3.3.1 封头计算 |
| 3.3.2 接管开孔补强计算 |
| 3.3.3 封头开孔联合补强计算 |
| 3.3.4 法兰计算 |
| 3.3.5 带法兰凸形封头和法兰计算 |
| 3.4 水室结构有限元应力分析 |
| 3.4.1 整体铸铁封头水室 |
| 3.4.2 平焊法兰椭圆封头水室 |
| 3.4.3 翻边封头水室 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 新型铸铁水室结构优化设计和成形制造工艺 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 新型铸铁水室仿真分析和优化设计 |
| 4.3 整体铸铁封头水室成形制造工艺 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果和参加的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 分层岩土介质中地埋管传热理论模型和传热规律研究 |
| 2.1 研究思路和物理模型 |
| 2.2 格林函数的获得 |
| 2.3 分层传热理论模型的解析解 |
| 2.4 分层传热理论模型的验证 |
| 2.5 分层传热温度响应规律 |
| 2.6 管群作用下分层传热温度响应规律 |
| 2.7 岩土分层参数对温度响应的影响 |
| 2.8 分层模型适用时间尺度分析 |
| 2.9 本章小结 |
| 3 渗流岩土介质中地埋管传热理论模型和传热规律研究 |
| 3.1 物理模型及假设 |
| 3.2 格林函数的获得 |
| 3.3 渗流传热理论模型的解析解 |
| 3.4 渗流传热理论模型解析解的验证 |
| 3.5 渗流作用下温度响应规律 |
| 3.6 地面对流效应的影响分析 |
| 3.7 热源尺寸效应的影响分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 分层和渗流条件下地埋管换热器热-渗耦合数值分析 |
| 4.1 数值模型 |
| 4.2 数值模型的验证 |
| 4.3 含渗流分层岩土介质中地埋管传热规律 |
| 4.4 管群作用下含渗流分层岩土中地埋管传热规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 分层岩土介质中地埋管管内流体传热特性实验研究 |
| 5.1 测试原理 |
| 5.2 实验系统 |
| 5.3 岩土分层特征和初始岩温 |
| 5.4 恒热流工况实验结果与分析 |
| 5.5 恒温工况实验结果与分析 |
| 5.6 热响应实验数据和数值模型结果对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 分层和渗流条件下地源热泵系统长期动态性能模拟研究 |
| 6.1 计算模型与方法 |
| 6.2 浅层地温季节性变化规律 |
| 6.3 长期动态性能模拟计算结果 |
| 6.4 浅层地温季节性变化对长期动态性能的影响 |
| 6.5 渗流作用对长期动态性能的影响 |
| 6.6 埋管间距对长期动态性能的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 两层岩土介质中瞬时圆环状内热源的特征值、特征函数及相关量的推导 |
| 附录2 分层岩土介质中地埋管传热解析解的MATLAB计算程序 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）往复压缩机及其管线气流脉动抑制结构优化方法研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及课题来源 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 课题来源 |
| 第二章 往复式压缩机的气流脉动基本理论 |
| 2.1 往复式压缩机结构 |
| 2.2 往复式压缩机工作原理 |
| 2.3 气流脉动激发管道振动机理 |
| 2.4 气流脉动在几种典型管件中的传递分析 |
| 2.4.1 直管单元 |
| 2.4.2 三通单元 |
| 2.4.3 缓冲罐单元 |
| 2.5 孔板的作用机理 |
| 2.5.1 等截面管道的气流脉动 |
| 2.5.2 无限长管道的气流脉动 |
| 2.5.3 末端为大容器的管道的气流脉动 |
| 2.5.4 安装孔板后的气流脉动 |
| 2.6 往复压缩机气流脉动相关标准 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 多孔脉动稳流器对气流脉动影响的研究 |
| 3.1 多孔脉动稳流器仿真模型建立 |
| 3.1.1 有限元模型及网格 |
| 3.1.2 计算参数设置 |
| 3.1.3 模拟结果处理 |
| 3.2 多孔脉动稳流器主要参数对气流脉动抑制的影响研究 |
| 3.2.1 等效孔径比对气流脉动的影响 |
| 3.2.2 外圈斜孔中心距对气流脉动的影响 |
| 3.2.3 外圈斜孔面积比对气流脉动的影响 |
| 3.2.4 外圈孔倾斜角度对气流脉动的影响 |
| 3.2.5 结论 |
| 3.3 多孔脉动稳流器对气流脉动抑制的影响机理研究 |
| 3.3.1 速度场分析 |
| 3.3.2 能量分析 |
| 3.3.3 结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 新型脉动衰减器对气流脉动影响的研究 |
| 4.1 理论模型分析 |
| 4.2 几何模型建立 |
| 4.3 流体有限元分析 |
| 4.3.1 模型建立 |
| 4.3.2 计算参数设置 |
| 4.3.3 数据后处理 |
| 4.3.4 结果分析 |
| 4.4 工程案例应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 往复压缩机管道应力分析方法研究 |
| 5.1 管道应力分析方法概述 |
| 5.1.1 管道应力分析流程 |
| 5.1.2 计算结果分析与判断 |
| 5.2 管道静力学分析实例 |
| 5.3 管道动力学分析实例 |
| 5.3.1 管道系统激振频率 |
| 5.3.2 管道系统固有频率分析 |
| 5.4 整改措施及效果 |
| 5.4.1 整改措施 |
| 5.4.2 整改效果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 往复压缩机管道气流脉动案例分析 |
| 6.1 项目背景 |
| 6.2 管道振动原因分析 |
| 6.2.1 振动数据分析 |
| 6.2.2 气流脉动分析 |
| 6.3 整改措施及效果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者与导师筒介 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
| 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（4）基于传热及力学解析模型的能量桩可靠性设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与进展 |
| 1.2.1 传热模型的研究 |
| 1.2.2 热力耦合特性研究 |
| 1.2.3 考虑非均匀性的可靠度研究 |
| 1.3 目前研究中存在的主要技术问题 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 能量桩传热解析模型 |
| 2.1 G-函数的改进 |
| 2.1.1 桩周土温度响应函数 |
| 2.1.2 桩身混凝土温度响应函数 |
| 2.1.3 埋管和桩身混凝土热阻计算 |
| 2.2 各因素对换热效果的影响 |
| 2.2.1 温度变化函数 |
| 2.2.2 桩径的影响 |
| 2.2.3 热物性参数的影响 |
| 2.3 G-函数长期换热效果 |
| 2.3.1 换热量等效过程 |
| 2.3.2 线热源与有限元模型对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 能量桩热力耦合荷载传递机理 |
| 3.1 热力耦合荷载传递算法 |
| 3.1.1 力学荷载传递分析 |
| 3.1.2 热力耦合荷载传递分析 |
| 3.1.3 端承摩擦桩计算结果 |
| 3.2 传递模型各参数敏感性分析 |
| 3.2.1 桩身温度 |
| 3.2.2 强度参数 |
| 3.2.3 边界自由度 |
| 3.3 考虑土体不均匀的荷载传递机理 |
| 3.3.1 不均匀性表征方法 |
| 3.3.2 不均质土性对承载性能的影响 |
| 3.4 荷载传递函数的温度可变性 |
| 3.4.1 考虑温度的荷载函数曲线 |
| 3.4.2 函数变化对承载行为的影响 |
| 3.5 传递模型验证 |
| 3.5.1 模型实验 |
| 3.5.2 工程案例 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于解析模型的能量桩可靠性设计 |
| 4.1 土性参数的不确定性表征 |
| 4.1.1 贝叶斯公式 |
| 4.1.2 M-H算法随机模拟 |
| 4.1.3 土性参数不确定性处理 |
| 4.2 蒙特卡洛循环可靠性设计 |
| 4.2.1 蒙特卡罗循环模拟 |
| 4.2.2 初步可靠性设计 |
| 4.2.3 热-力耦合可靠性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 群桩传热及力学解析模型 |
| 5.1 群桩传热解析模型 |
| 5.1.1 双桩有限元分析 |
| 5.1.2 双桩半经验G-函数 |
| 5.1.3 群桩换热效果计算 |
| 5.2 群桩力学解析模型 |
| 5.2.1 桩周土竖向应力分布 |
| 5.2.2 应力叠加原理的群桩效应 |
| 5.2.3 群桩力学效应计算 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 温度响应函数Python代码 |
| 附录 B 热力耦合荷载传递Python代码 |
| 附录 C M-H算法Python代码 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）多股流缠绕管式换热器管板的应力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究意义 |
| 1.2 换热器简介 |
| 1.2.1 固定管板式换热器 |
| 1.2.2 U型管式换热器 |
| 1.2.3 浮头式换热器 |
| 1.2.4 填料函式换热器 |
| 1.2.5 板式换热器 |
| 1.3 缠绕管式换热器 |
| 1.3.1 国外缠绕管式换热器发展 |
| 1.3.2 国内缠绕管式换热器发展 |
| 1.4 缠绕管式换热器当前存在的问题 |
| 1.5 缠绕管式换热器的发展趋势 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 第二章 多股流缠绕管式换热器管板的应力分析 |
| 2.1 圆平板理论推导 |
| 2.2 多孔板理论推导 |
| 2.3 多股流缠绕管式换热器管板的应力分析 |
| 2.3.1 均布载荷作用下管板的应力分析 |
| 2.3.2 环形机械外加载荷作用下管板的应力分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多股流缠绕管式换热器管板的有限元分析 |
| 3.1 有限元分析方法介绍 |
| 3.2 ANSYS Workbench软件 |
| 3.3 多股流缠绕管式换热器管板的有限元计算 |
| 3.3.0 模型基本参数 |
| 3.3.1 模型简化 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.4 仅壳程压力作用下的管板应力分析 |
| 3.5 仅管程压力作用下的管板应力分析 |
| 3.6 管壳程压力共同作用下的管板应力分析 |
| 3.7 理论计算结果与有限元计算结果的对比分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 多股流缠绕管式换热器管板的热力耦合分析 |
| 4.1 温度场分析原理 |
| 4.2 热分析计算结果 |
| 4.3 热力耦合场分析 |
| 4.3.1 耦合场分析简介场 |
| 4.3.2 热力耦合下的应力分析 |
| 4.4 应力线性化分析 |
| 4.4.1 应力强度评定方法 |
| 4.4.2 应力线性化分析结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 有限元方法正确性验证 |
| 5.1 循环甲醇冷却器设计参数及模型 |
| 5.1.1 模型结构 |
| 5.1.2 材料性能 |
| 5.1.3 网格划分 |
| 5.1.4 边界条件及载荷的施加 |
| 5.2 应力分析结果 |
| 5.2.1 仅壳程压力作用下的有限元分析 |
| 5.2.2 仅管程压力作用下的有限元分析 |
| 5.2.3 仅管程压力作用下的有限元分析 |
| 5.3 有限元方法正确性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 后续展望 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（6）聚氨酯发泡设备的模块化设计与研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关技术研究现状 |
| 1.2.1 聚氨酯发泡机研究现状 |
| 1.2.2 模块化设计研究现状 |
| 1.2.3 模块划分优化算法研究现状 |
| 1.3 研究目的与研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 聚氨酯发泡设备模块化设计理论分析 |
| 2.1 设备模块化原理与组件选择分析 |
| 2.1.1 模块化设计原理 |
| 2.1.2 研究组件的选择原则 |
| 2.2 发泡机模块化划分方法研究 |
| 2.2.1 模块分解方法分析 |
| 2.2.2 模块分解的“Z”字型映射 |
| 2.2.3 设备模块划分模型 |
| 2.2.4 产品零件相关度的模块划分方法 |
| 2.3 发泡机各属性权重与函数模型设计 |
| 2.3.1 各相关属性权重的分配 |
| 2.3.2 发泡机模块划分优化模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于改进遗传算法的模块划分 |
| 3.1 遗传算法构成要素及流程设计分析 |
| 3.1.1 遗传算法基本构成要素 |
| 3.1.2 遗传算法的流程分析 |
| 3.2 改进遗传算法解决模块划分问题 |
| 3.2.1 编码 |
| 3.2.2 种群初始化 |
| 3.2.3 遗传算子设计 |
| 3.2.4 适应函数的设计 |
| 3.3 发泡设备的相关性分析及模块划分结果求解 |
| 3.3.1 聚氨酯发泡设备的相关性分析 |
| 3.3.2 发泡机各相关性的权重计算 |
| 3.3.3 发泡机模块划分结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 发泡机关键模块设计及其仿真分析 |
| 4.1 发泡机模块化设计分析 |
| 4.2 混合模块的设计及仿真 |
| 4.2.1 混合模块设备的种类 |
| 4.2.2 高压发泡机混合方式选择 |
| 4.2.3 混合模块的设计 |
| 4.2.4 混合头撞击型物料流场分析 |
| 4.3 换热模块的设计 |
| 4.4 自动搅拌模块的设计及仿真 |
| 4.4.1 搅拌原理及整体设计思路 |
| 4.4.2 搅拌叶片及搅拌轴的设计 |
| 4.4.3 电机及减速器的选型 |
| 4.4.4 搅拌轴及叶片的静力学仿真 |
| 4.5 通用机架模块的设计及仿真 |
| 4.5.1 聚氨酯发泡机通用机架设计 |
| 4.5.2 机架模块的仿真分析 |
| 4.5.3 主机底架的谐响应分析 |
| 4.6 发泡机模块装配设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 实验及其分析 |
| 5.1 模块化发泡机及测试 |
| 5.1.1 模块化发泡实验机 |
| 5.1.2 模块化发泡机的试车及测试 |
| 5.2 聚氨酯产品力学性能正交试验 |
| 5.2.1 实验目的 |
| 5.2.2 实验用材料 |
| 5.2.3 实验装置 |
| 5.3 聚氨酯产品力学性能正交试验及试验数据的处理 |
| 5.4 混合效果试验及结果 |
| 5.4.1 混合效果测试的判断 |
| 5.4.2 影响混合效果的因素实验 |
| 5.5 设备使用情况与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
（7）槽式聚光太阳能集热系统风载特性及热力性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳能与能源问题 |
| 1.2 国内外槽式聚光太阳能集热系统研究与应用现状 |
| 1.2.1 槽式聚光太阳能集热系统应用现状 |
| 1.2.2 槽式太阳能集热系统风荷载及结构研究 |
| 1.2.3 腔体吸收器结构及传热研究 |
| 1.3 课题研究的意义 |
| 1.4 本文的研究思路和任务 |
| 第2章 基于格子Boltzmann方法的聚光镜风荷载数值分析 |
| 2.1 结构风工程研究方法 |
| 2.2 大气边界层风特性 |
| 2.2.1 平均风速 |
| 2.2.2 风速波动 |
| 2.2.3 风荷载的确定 |
| 2.2.4 结构对风荷载的响应 |
| 2.3 格子Boltzmann方法 |
| 2.3.1 LGA格子气自动机 |
| 2.3.2 粒子动力学 |
| 2.3.3 分布函数 |
| 2.3.4 输运方程 |
| 2.3.5 格子排列 |
| 2.4 格子Boltzmann方法的实现 |
| 2.4.1 流场分析模型的建立 |
| 2.5 槽式聚光镜风荷载研究 |
| 2.5.1 不同工况下阻力系数变化情况 |
| 2.5.2 不同工况下升力系数变化情况 |
| 2.5.3 不同工况下扭矩系数变化情况 |
| 2.5.4 不同俯视角对流场分布的影响 |
| 2.5.5 俯仰角为60°风压和涡度分布 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 聚光系统支撑结构力学分析及优化 |
| 3.1 槽式太阳能聚光集热系统支撑结构 |
| 3.2 有限元模态计算理论 |
| 3.2.1 有限元计算理论 |
| 3.2.2 模态分析理论 |
| 3.3 聚光器模态分析 |
| 3.3.1 ANSYS WORKBENCH介绍 |
| 3.3.2 模态分析前处理 |
| 3.3.3 模态分析计算 |
| 3.3.4 典型风况下应力和位移计算分析 |
| 3.3.5 结果分析 |
| 3.4 支架结构优化 |
| 3.4.1 结构总体优化方案的确定 |
| 3.4.2 槽式聚光器支架优化 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 腔体吸收器光热转换分析 |
| 4.1 腔体吸收器结构分析 |
| 4.1.1 腔体吸收器的设计 |
| 4.1.2 腔体吸收器热流密度分布 |
| 4.2 腔体吸收器传热流动模型 |
| 4.2.1 腔体吸收器物理模型 |
| 4.2.2 腔体吸收器传热计算建模 |
| 4.2.3 模型对比验证 |
| 4.3 腔体吸收器传热性能分析 |
| 4.3.1 太阳直辐射的影响 |
| 4.3.2 流体流速的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 腔体吸收器结构传热分析 |
| 5.1 腔体吸收器内工质运动形态 |
| 5.2 腔体吸收器有限元分析 |
| 5.2.1 腔体吸收器流体动力学模型 |
| 5.2.2 腔体内直翅片散热有限元模型 |
| 5.2.3 控制方程的简化 |
| 5.2.4 三种腔体结构计算模型的建立 |
| 5.3 FLUENT数值求解和仿真 |
| 5.3.1 定义边界条件 |
| 5.3.2 瞬时迭代计算 |
| 5.4 腔体吸收器结构性能对比 |
| 5.4.1 实验研究 |
| 5.4.2 改进后的腔体模拟性能对比 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 腔体吸收器热应力耦合分析 |
| 6.1 热弹性力学及热模态基本原理 |
| 6.1.1 腔体吸热壁的热应力 |
| 6.1.2 腔体吸收器的应力-应变关系 |
| 6.1.3 热应力对结构模态影响 |
| 6.1.4 腔体吸收器热力学分析方法 |
| 6.2 腔体吸收器的热应力分析 |
| 6.2.1 腔体吸收器有限元建模 |
| 6.2.2 计算结果分析 |
| 6.3 热应力对腔体吸收器结构模态的影响 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 槽式聚光太阳供热干燥系统研究 |
| 7.1 槽式聚光太阳能供热干燥实验平台 |
| 7.1.1 实验平台的结构与原理 |
| 7.1.2 实验仪器 |
| 7.1.3 烟丝干燥样品 |
| 7.2 气流干燥烟丝模型分析 |
| 7.2.1 模型假设条件 |
| 7.2.2 烟丝运动方程 |
| 7.2.3 烟丝干燥热平衡方程 |
| 7.3 干燥过程仿真与结果分析 |
| 7.3.1 仿真分析 |
| 7.3.2 直辐射下供热系统温度变化 |
| 7.3.3 烟丝在干燥管内不同位置的含水率和温度 |
| 7.3.4 温度对烟丝含水率的影响 |
| 7.3.5 干燥气流速度对烟丝含水率的影响 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 参与科研工作与论文发表情况 |
| 致谢 |
（8）有机朗肯循环过程的优化与控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、符号清单、术语表 |
| 1 绪论与综述 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 有机朗肯循环的研究现状 |
| 1.2.1 有机工质的选择 |
| 1.2.2 系统性能优化 |
| 1.2.3 系统模型 |
| 1.2.4 常见的ORC系统结构及相关研究 |
| 1.3 ORC系统的控制研究 |
| 1.4 现有研究的不足 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 2 有机朗肯循环稳态热力学模型与优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有机朗肯循环的工作过程和特点 |
| 2.3 有机朗肯循环的稳态热力学模型 |
| 2.4 车载有机朗肯循环的优化 |
| 2.4.1 基于有机朗肯循环的车辆废热回收现状 |
| 2.4.2 车载ORC的系统描述和优化方法 |
| 2.4.2.1 车载ORC系统 |
| 2.4.2.2 热交换器 |
| 2.4.2.3 优化方法 |
| 2.4.3 系统模型 |
| 2.4.3.1 热交换器建模 |
| 2.4.3.2 ORC重量估计与重量的影响 |
| 2.4.3.3 背压的影响 |
| 2.4.3.4 车载ORC热力学模型的求解 |
| 2.4.4 优化问题 |
| 2.4.5 优化结果与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 有机朗肯循环的动态模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热交换器模型 |
| 3.2.1 蒸发器模型 |
| 3.2.2 冷凝器模型 |
| 3.3 膨胀机和工质泵模型 |
| 3.4 有机朗肯循环的整体模型及动态仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于结构奇异值分析的有机朗肯循环运行参数优化与控制集成 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ORC运行参数分析 |
| 4.3 集成控制方法 |
| 4.3.1 集成控制描述 |
| 4.3.2 约束可行性判断 |
| 4.4 控制器 |
| 4.5 案例研究与结果讨论 |
| 4.5.1 集成控制与序贯设计的比较 |
| 4.5.2 不带/带前馈补偿的集成控制比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 有机朗肯循环的经济模型预测控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ORC系统及其优化控制方案 |
| 5.3 蒸发器模型的简化 |
| 5.4 EMPC控制器 |
| 5.4.1 EMPC问题描述 |
| 5.4.2 拟序贯法优化求解 |
| 5.4.3 梯度公式和灵敏度计算 |
| 5.4.4 改进的梯度计算公式 |
| 5.4.5 EMPC初始值选取 |
| 5.4.6 ORC系统的EMPC算法 |
| 5.5 仿真研究与讨论 |
| 5.5.1 FWH模式下的仿真结果 |
| 5.5.2 FPD模式下的仿真结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间科研成果 |
（9）基于热场分析的无油空压机换热器的优化设计（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 无油机换热器与喷油换热器的区别 |
| 1.3 国内外换热器发展现状 |
| 1.3.1 国外换热器发展现状 |
| 1.3.2 国内换热器发展现状 |
| 1.4 课题研究的来源及主要内容 |
| 第二章 翅片管换热器的结构设计及建模理论 |
| 2.1 翅片管换热器的分类及选用原则 |
| 2.2 翅片管换热器结构设计及理论介绍 |
| 2.2.1 翅片管传热的基本方程和概念 |
| 2.2.2 压降的确定 |
| 2.3 有限元分析原理及换热器的建模 |
| 2.3.1 CFD相关理论的介绍 |
| 2.3.2 FEA相关理论的介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 翅片管换热器的CFD分析 |
| 3.1 翅片管换热器内压损的CFD分析 |
| 3.2 翅片管换热器冷却风分布的CFD分析 |
| 3.3 翅片管换热器所在的机组内压力分析 |
| 3.4 翅片管换热器热交换的CFD分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 翅片管换热器的FEA分析 |
| 4.1 翅片管传热理论和计算 |
| 4.1.1 翅片效率和翅化比理论计算 |
| 4.1.2 设备的换热计算 |
| 4.2 原始换热器及优化后模型的FEA分析和对比 |
| 4.3 整机模型在运输过程中的FEA应力分析 |
| 4.3.1 整机模型的建立 |
| 4.3.2 整机结构应力计算 |
| 4.3.3 预冷器结构应力计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 翅片管换热器的装配及试验数据的分析 |
| 5.1 翅片管换热器的装配及试验项目 |
| 5.2 整机试验数据及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
（10）带压原油环境中定位机械手机械系统的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 机器人技术在换热器维护领域的应用现状分析 |
| 1.2.2 计算机辅助软件在密封技术上的应用研究 |
| 1.2.3 水下机器人技术的国内外研究现状 |
| 1.2.4 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 带压原油环境中定位机械手机械系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 定位机械手的设计要求 |
| 2.2.1 原油换热器结构特点及工况介绍 |
| 2.2.2 在线清洗装置方案设计及各部分功能介绍 |
| 2.2.3 定位机械手设计性能分析 |
| 2.3 定位机械手机械系统方案设计 |
| 2.3.1 机械结构方案设计 |
| 2.3.2 驱动方式选择 |
| 2.3.3 驱动系统密封方案设计 |
| 2.4 定位机械手整体结构设计 |
| 2.4.1 定位机械手外形设计与材料选择 |
| 2.4.2 外壳结构尺寸设计 |
| 2.4.3 关节驱动系统设计 |
| 2.4.4 定位机械手关节结构设计 |
| 2.5 定位机械手机械系统整体结构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 带压原油环境中定位机械手密封设计及密封性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 带压原油环境中定位机械手密封结构设计 |
| 3.2.1 密封结构设计 |
| 3.2.2 O形圈密封原理及密封有效判断准则 |
| 3.2.3 O形圈选型及沟槽设计 |
| 3.3 O形圈密封性能仿真分析 |
| 3.3.1 O形圈静密封结构的有限元模型建立 |
| 3.3.2 不同压缩率对O形圈密封性能影响分析 |
| 3.3.3 不同介质压力对O形圈密封性能影响分析 |
| 3.3.4 O形圈密封仿真结果分析 |
| 3.4 定位机械手密封结构参数选取 |
| 3.4.1 静密封结构参数确定 |
| 3.4.2 动密封结构参数选取 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 定位机械手的有限元分析与优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 定位机械手整机初始模型的有限元分析 |
| 4.2.1 ANSYS中建立定位机械手整体模型 |
| 4.2.2 带压原油环境中定位机械手初始模型有限元分析 |
| 4.2.3 定位机械手初始模型有限元仿真结果分析 |
| 4.3 关键零部件的有限元分析与改进设计 |
| 4.3.1 移动关节外壳的分析与改进 |
| 4.3.2 密封盖的分析与改进 |
| 4.3.3 液压缸轴与密封导套间连接件的分析 |
| 4.4 定位机械手机械结构的优化设计 |
| 4.4.1 定位机械手结构优化模型 |
| 4.4.2 定位机械手的优化设计 |
| 4.5 定位机械手优化后整机结构分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 带压原油环境中定位机械手关节的驱动特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单个运动体所受液体力分析 |
| 5.2.1 液体阻力分析 |
| 5.2.2 附加质量力分析 |
| 5.2.3 浮力分析 |
| 5.3 液体力对定位机械手关节作用力矩的理论分析 |
| 5.3.1 液体阻力对定位机械手关节的作用力矩分析 |
| 5.3.2 附加质量力对定位机械手关节的作用力矩分析 |
| 5.3.3 浮力对定位机械手关节的作用力分析 |
| 5.4 液体阻力系数的仿真研究 |
| 5.5 定位机械手驱动特性仿真分析 |
| 5.5.1 带压原油环境中定位机械手动力学建模 |
| 5.5.2 定位机械手关节驱动仿真 |
| 5.5.3 定位机械手旋转关节驱动力矩的影响因素分析 |
| 5.5.4 定位机械手旋转关节的驱动系统选型校核 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、基于有限元分析方法对换热器结构的改进设计（论文参考文献）
- [1]换热器水室结构优化设计与无模制造技术应用[D]. 李树奎. 山东大学, 2020(04)
- [2]分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究[D]. 张东海. 中国矿业大学, 2020(03)
- [3]往复压缩机及其管线气流脉动抑制结构优化方法研究[D]. 王建业. 北京化工大学, 2020(02)
- [4]基于传热及力学解析模型的能量桩可靠性设计[D]. 张培龙. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]多股流缠绕管式换热器管板的应力分析[D]. 杨博. 东北石油大学, 2020(03)
- [6]聚氨酯发泡设备的模块化设计与研究[D]. 戴兵. 苏州大学, 2020(02)
- [7]槽式聚光太阳能集热系统风载特性及热力性能研究[D]. 刘江涛. 云南师范大学, 2019(06)
- [8]有机朗肯循环过程的优化与控制研究[D]. 吴夏来. 浙江大学, 2019(01)
- [9]基于热场分析的无油空压机换热器的优化设计[D]. 赵奇. 苏州大学, 2019(02)
- [10]带压原油环境中定位机械手机械系统的设计与研究[D]. 宋晓彤. 哈尔滨工业大学, 2019(02)