制冷空调中的计算机仿真(理解).ppt

14.1 仿真技术简介 14.2 简单对象的建模 在制冷空调装置仿真中，有些部分在一定假设下，可用一阶微分方程近似描述。下面举例说明。 14.3 单级压缩蒸气制冷理论循环的计算机分析 14.4 单级压缩蒸气制冷装置的计算机模拟 14.5制冷装置优化与计算机辅助设计简介 14.5.2制冷装置的优化原则 l???????? 首先要确定优化的原则： 1）优化目标，2）优化参数，3）优化计算的约束条件， l???????? 然后才是优化的方法的确定。 优化参数的选择 优化参数是指优化计算中的可变量。改变这些参数，寻找其最佳组合，即是优化计算过程。 连续取值的优化参数: 毛细管的管长，管板式换热器的散热面积等； 不连续取值的优化参数: 只能在有限个类型中进行选择，如压缩机的容量大小，冷凝器与蒸发器的管径与外表面的面积，膨胀阀的容量等。 如果选择太多的参数作为优化参数必然使得计算十分复杂，在参数的选择上，要兼顾各种因素。 约束条件的选取 适当选择约束有二个作用 1)实际装置各参数值的优化都必须在一定范围内进行，超过这个范围得到的优化值是毫无意义的。 2)当参数可变化范围增大时，可能出现多个极值，寻优过程在不为最值的某一极值处停止。数学模型的准确性有一定范围, 如超出适用范围，模型的精确度就要降低, 因此在优化计算时，有时还需要人为地定一些约束条件，以使优化计算有效地有哪些信誉好的足球投注网站。 对于第1)类约束条件，它的存在会使得计算时间变大、迭代次序增加。而第2)类约束条件有利的。 14.5.3 制冷装置优化方法 14.5.4 优化设计实例 14.5.5 制冷装置计算机 辅助设计入门 * * 仿真 用一个能代表所研究对象的模型去完成的某种实验, 以前常称为模拟 。 按照模型 性质不同 物理仿真 计算机仿真 物理仿真 用一个与实际系统物理本质相同的模型去完成实验 。 计算机仿真 用数学形式表达实际系统的运动规律，数学形式通常是一组微分方程或差分方程，然后用计算机来解这些方程。 在计算机仿真研究的过程中，一般要经过这样四个步骤 (1) 写出实际系统的数学模型。 (2) 将它转变成能在计算机上进行运转的数学模型 (3) 编出仿真程序 (4) 对仿真模型进行修改、校验 仿真系统 有无实 物介入 实时仿真系统 非实时仿真系统 仿真 计算机 类型不同 用模拟计算机组成的仿真系统 用数字计算机组成的数字仿真系统 用混合模拟机组成的或用数字－模拟混合计算机组成的混合仿真系统 微型机阵列组成的全数字式仿真系统 例14-1 货物冷却 对于货物送入冷藏箱中进行冷却，如图14-1所示。设冷藏箱中空气温度为 ；设货物的温度为 ，质量为M，定容比热为C，与空气传热面积为F，货物与空气的当量传热系统为K。 货物的蓄热量U为 传给货物的热量应等于货物蓄热量的变化 将式U代入,并整理得 上式即是包含对t 求导的一阶微分方程。反映了一定条件下，货物随冷藏室内空气温度的变化规律 用一阶微分方程描述的只能是非常简单与理想化的对象，在制冷空调装置仿真中，如果考虑稍多一些影响参数的话，则必须采用更高阶的方程。 例14-2变空气温度下的货物冷却 仍然是货物送入冷藏箱中进行冷却的过程计算。与例14-1不同的是，空气温度是变化的，而送入箱内的热量是一定的, 设为Q。设冷藏箱中空气温度为 ，质量为Ma，定容比热为 ;设货物的温度为 ，质量为M，定容比热为C，与空气传热面积为F，货物与空气的当量传热系统为K。货物送入冷藏箱中进行冷却，箱体结构为绝热。 空气的蓄热量U为 货物的蓄热量U为 传给货物的热量应等于货物蓄热量的变化 传给空气的热量与传给货物的热量之和为总热量Q 得 进一步可得， （14-2） 上面的二阶常微分方程描述了冷藏箱内货物的冷却过程。如果考虑空气与箱体结构的传热，而把箱体结构作为一阶惯性环节，则得到的式子为三阶微分方程。如果对于厚的货物，需要考虑表层与内部温度变化的不一致，则所得到的方程阶数还要高 。 最常见的制冷装置如家用冰箱、家用空调器等均采用单级蒸气压缩制冷循环 对于单级蒸气压缩制冷理论循环的计算机分析是一种非常简化的制冷循环模拟，可以作为实际制冷装置模拟的基础。 图