制冷剂温度变化曲线.ppt

第5章制冷空调中的计算机仿真与控制 5.1.1 仿真技术简介 5.1.2 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。 5.1.3 单级压缩蒸气制冷理论循环的计算机分析 5.1.4 单级压缩蒸气制冷装置的计算机模拟 1. 压缩机模型 2. 毛细管模型 3. 蒸发器和冷凝器模型 4. 围护结构模型 5. 充注量计算模型 干度定义 也叫质量含气率, 是指单位时间内流过流道截面的两相流总质量中, 气相质量所占的份额, 其定义式为 干度和空泡系数关系 S为滑动比。 均相模型 ? 两相均匀混合，滑动比为1 Zivi滑动比模型 导出条件: 无流体夹带的环状流, 在管壁摩擦为零, 熵增为零 Smith滑动比修正模型 式中K为夹带系数, 推荐值为0.64。 导出条件: 基于均匀混合物核心与环状液相具有相等的速度头的假设 考虑质流率的修正模型-Tandon模型 式中 考虑质流率的修正模型- Premoli模型 这是一个经验修正模型, 它是能过滑动比的计算进行的, 滑动比的计算过程如下 考虑质流率的修正模型- Hughmark模型 式中 KH ＝f(Z), 其具体关系式见教材 适用范围: 很广, 许多文献中均采用这些关系式 5.1.4.2 稳态仿真  5.1.4.3 动态仿真 5.1.5制冷装置优化与计算机辅助设计简介 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。 5.1.5.3 制冷装置优化方法 5.1.5.4 优化设计实例 5.1.5.5 制冷装置计算机 辅助设计入门 5.1.6 部分仿真软件介绍 另一种较为简单的方法是模式有哪些信誉好的足球投注网站法。模式有哪些信誉好的足球投注网站法的应用范围很广，对变量的极值问题分析是较有效的，程序也较方便，算法收敛速度同步长选择有较大的关系。 步长加速法在寻优开始阶段应用，可获得较快的逼近速度，但在后期有哪些信誉好的足球投注网站中的收敛速度不是最理想。 Powell方法则是目前多变量寻优直接法中较好的一种方法。 3. 一维优化方法的选择 二次插值法 优点： 比较简单，在最优点附近收敛速度很快 缺点： 要求初始知道高─低─高三点 成功失败法 优点： 在最优点所在区间的寻找上是有效的 缺点： 最后的收敛速度不是太高 相结合 先用成功失败法寻找高─低─高三点，然后用二次插值法找出最优解，可使一维寻优快速可靠。 4. 约束条件的处理 对不同的约束类型可以用不同的处理方法，通常对不等式约束用内点法构造惩罚项，而对等式约束用外点法构造惩罚项。对于一般同时有等式与不等式约束的优化问题，可以用混合罚函数法，其惩罚函数具体形式为∶ (5-102) 式中，gi (x)为不等式约束，hj (x)为等式约束，r为罚因子，是一个递减的无穷正数数列。 尽管混合罚函数法是一种比较成熟的方法，但在实际使用中仍有一些需要注意的地方。在式(5-102)中，必须保证为正，否则，不等式惩罚项所起的作用正好远离最优点，因此在每一维的寻优中都必须检验不等式约束是否满足要求 。 下面以冰箱为例，对优化过程加以进一步的说明。 1. 优化目标 对于冰箱，在性能可靠的前提下，要求制造成本低，使用费用即耗电量低。在设计时主要是尽可能降低耗电量。冰箱工作过程可分为初始打冷工况和常规开停工况，装置的绝大多数时间工作于开停工况（图5-13），选择此工况的耗电量最小为优化目标比较合理。 图5-13 制