蒸发器毕业设计论文开题报告及外文翻译Word格式.docx

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近几年中国刮板式薄膜蒸发器市场依然具有广泛的前景，而且研究内容与方向更加深入。

刮板式薄膜蒸发器是强化传热的膜式蒸发设备。

从五十年代起，在国外已被广泛用于化工、石油、染料、食品、药及废水处理等部门，在蒸发、分馏、脱水、脱臭、冷却、结晶和化学反应方面广为应用。

其特点是体积小，传热效率高，介质停留时间短，便于生产过程的连续化，我国从六十年代开始，在化工、染料品等一些企业也逐步有所采用但都是中小型的，1970年北京向阳化工厂苯酚丙酮装置上采用面积14平方米，高10.8米的刮板式薄膜蒸发器，是我国自行设计制造的一台大型刮板式薄膜蒸发器。

运行至今达十三年，实践证明，这台设备结构合理，操作稳定安全可靠，传热系数为1400千卡每平方米*小时，达到设计能力，能满足工艺要求。

国内发展现状

十五”863计划后续能源技术如生物柴油合成新技术：

课题主要研究内容为：

脂肪酶固定化载体及固定化酶反应器的研究；

脂肪酶酶催化生产生物柴油反应条件的优化、酶法酯化生产生物柴油的工艺优化；

建立生物柴油的中试线，优化生物柴油的分离提取工艺。

就要用到蒸发器：

利用发酵提取的粗酶制剂，经固定化后作为生物催化剂催化甲酯化反应，在最佳条件下转化率达到96%左右。

固定化酶使用半衰期超过250小时。

经分离提取后产品中甲酯含量超过99%。

在脂肪酶催化酯化反应研究的基础上，对酶促酯交换反应合成脂肪酸甲酯工艺进行了研究，经过优化工艺条件，在采用3次流加甲醇的条件下，利用15%的固定化酶（相当于油的质量分数，酶活为18000u/g）反应30h，反应体系中甲酯转化率达到96%，并且固定化酶的使用半衰期可以达到200h以上。

对地沟油进行催化反应，废油经简单预处理后，转化率可以达到94%左右，固定化酶半衰期超过200小时。

生物柴油产物分离提取工艺：

采用降膜蒸发器连同刮板式薄膜蒸发器串联，利用降膜蒸发器来分离粗产品的石油醚、甲醇、水等低沸点物质。

利用刮板式薄膜蒸发器来分离脂肪酸甲酯即生物柴油。

该方法分离后产品中甲酯含量大于97%，回收率大于85%。

分离后产品各项指标完全符合德国生物柴油生产标准（DIN 

51606 

97）。

200吨/年生物柴油中试装置：

建立了年产200吨的生物柴油中试生产装置。

该装置采用固定床式酶反应器，将膜状固定化酶填充在内，并在固定化酶膜间添加支撑物以减小流体的压力同时又起到了液体再分布器的作用。

该反应器具有操作压力小，固定化酶利用率高等优点，对于植物油及废油等原料生产生物柴油转化率均可达到95%以上，最高转化率可以达到96%。

粗产品经过分离精制后各项指标完全符合德国生物柴油生产标准。

　　该工艺制造生物柴油的生产成本远远低于化学法。

利用废油脂生产生物柴油的成本约为2700元/吨。

该技术不但对我国新型柴油能源开发有重要意义，并对减少城市地沟油和煎炸油排量，改善城市环境起到积极作用。

2.课题的基本内容，可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施

毕业设计是大学学习的最后一个综合性实践教学环节。

通过设计要求学生综合运用所学的理论，对实际问题进行分析、研究，并完成相应的产品设计。

本课题通过对刮板薄膜蒸发器传动装置设计，使学生能够掌握搅拌机设计工作的基本过程和基本原理，掌握机械传动设计的步骤和方法，掌握一般机械设计的一般方法和程序。

通过本课题的设计，还可以培养学生独立思考、独立自主的创新能力，为其今后的学习和工作打下基础。

薄膜蒸发器是用于蒸发操作的一种高效装置，具有效率高、适应性好、生产能力大，通用性高而得到广泛应用，本设计要求学生完成一台用于农药生产的刮板薄膜蒸发器传动装置设计，使学生掌握机械传动的工作原理和设计方法，为一般机械产品的设计和学生毕业后从事相关的设计和生产工作打下初步基础。

本课题主要是运用所建立的蒸发器生产能力的计算模型，结合给定参数，然后进行蒸发器的尺寸及外形设计。

设计过程中可能出现一些理论与实际误差的地方，必须经过实际考察刮板薄膜蒸发器在工程中的实际应用，才可能设计出合理的结构，所以在设计研究以前必须先进行蒸发器的考察。

3.课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析

本课题主要是在进行刮板薄膜蒸发器实际考察研究后提出的设计思路，从理论上来讲是可行的，采用的主要方法是目标规划法。

课题已经给出了该刮板薄膜蒸发器传动功率：

2.2KW，传动轴转速：

250r/min。

从这二个已知条件入手，查手册找与该设计要求相仿的刮板薄膜蒸发器类型，对其结构进行分析，然后根据自己的设计思路以及创新想法进行改进，使其能更好更快的完成其基本功能。

理论上进行可行性设计分析，综合来说，其可行性分析结果是可行的。

指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测）

指导教师（签名）

年月日

系审查意见：

系主任（签名）：

毕业设计（论文）外文资料翻译

080811116

欧阳淮海（职称）

外文出处：

（外文）

附件：

1.外文资料翻译译文；

2.外文原文

指导教师评语：

签名：

相变期间蒸气压缩制冷循环的蒸发器动力学的识别实验

张胡安，Peles，迈克尔·

约翰

机械工程、航空航天、部门及核子工程系的电气、计算机、及系统工程部门举办

摘要

蒸气压缩循环（VCC）过程中的蒸发器动力学的识别实验，是关于热通量的研究。

电子元件传递热图形的边界条件代表具体应用流量的VCC的降温。

然而,这个应用程序需要在传统vcc不同模型的控制算法与液体对流液体的热量交换的条件下进行，因为越快的反应时间对边界热流密度影响不同，而且制冷剂流量出口的蒸发器预计将两相混合。

第一个模型是高度非线性模型,是实用的系统的控制，为了获得一个简化模型动态识别的组成部分的响应特性，利用脉冲进行改变这个系统的操作条件（例如,热负荷,蒸发器,开放,膨胀阀或压缩机的速度等）。

结果表明:

对于膨胀阀开度变化开放或者发起的液体向相反的趋势开始流动时,两相地区流动在过热的地区。

这是一个现象控制器设计，需要对其展开进一步的调查。

介绍

传统电子元件的冷却方法使得使用功率密度增加,而且传统的空气冷却散热器的力度不够。

这需要拆卸高的热通量同时保持电子元件在较低温度下使蒸气压缩制冷循环（VCC）在一个很有前途的替代电工条件下冷却。

此外,vcc都可以使用多个独立冷却用同样的热源主要制冷回路,使其优越应用工具（如数据中心的还是现代的军舰和飞机在武器、传感器、信号处理系统,和电脑需要冷却到保持最佳的温度条件。

然而,随着所提及的[1]的基础上,系统级的冷却问题,如优化设计和控制的气液两相系统是一些主要的研究需要在热管理的军事、汽车、和环境电子系统。

使用vcc电子冷却带来一定的困难，因为热通量（CHF）条件蒸发器以及大型操作条件的变化表面谷之间-曼斯和满功率运行（大）,流动发生得非常快。

这些与传统的VCC电子元件新的建模和控制工具有很大差异。

应用建模要求的稳态优化模型[7],[8]）,短暂的分析（[9]）和控制算法,

在VCC电子学冷却正在发展VCC原理的电子冷却方法于本许可证图1。

由于条件不同,瑞士法郎过热流动出口蒸发器是不受欢迎。

因此,人们蓄电池以保证安全运行的压缩机（只有饱和或过热蒸汽进入）空气压缩机的同时让两相流出口蒸发器。

不过,转换就两相、过热区域出口蒸发器期间发生大的电涌。

控制系统必须能够处理这些过渡。

然而,这些阶段面临的挑战是代表转型控制器设计。

因为开关标志稳态获得发生在冷冻温度蒸发器出口。

图1、图解的蒸气压缩周期

第一个原则：

模型是高度的非线性和需要现实的简化为VCC控制（[10],[2]）。

实验识别系统动力学是必需的模型验证，也可以用于简单的体质设计。

在本文中,实验的识别VCC理论系统脉搏转换经营条件有膨胀阀开放、压缩机的速度,或蒸发器热负荷。

这样脉冲改变了稳态状态的测量直至稳态再次到达在骚乱。

在两个实验在进行不同的条件:

开始的稳态流动出口在两相地区蒸发器在没有过渡干扰;

在这里,脉冲使流量的两相（液气混合态）阶段成为过渡灼热的地区。

实验设置

图2描述了一个原理实验设置是一个VCC热流密度与对翅片管式蒸发器，它由三筒加热器和蒸发器的制冷循环系统组成,是一种电子膨胀阀。

每个蒸发器、热烈蓄电池,都允许低质量据点,需要对翅片管式蒸发器安全操作时,避免压缩机的条件下,两种压缩机、变频驱动变频调速,电容,这是连接到机组。

网站的装备是三个绝对压力传感器、五种微分压力传感器、16式T热电偶,和4科氏质量流量传感器。

传感器放置获得绝对压力和温度在进口和出口的每一个重要组成部分（压缩机、冷凝器、膨胀阀,蒸发器）。

图2、原理实验设置

压缩机桨参数频率（ω）,膨胀阀开（Av）,蒸发器热负荷（质量）,所控制从电脑使用0开始输入和输出模块。

在蒸发器的流量冷却水冷凝器、冷水机组的温度可以手动操作管制。

使用两个中的哪一个压缩机允许一个大范围的操作条件从0.8千瓦（小压缩机）至6千瓦（介质压缩机）。

各效蒸发器可以输入高达2.5千瓦。

温度的准确性，压力、流量分别是±

0.3C,是±

0.3%,±

2%。

动态识别蒸发器外的液体温度固定热通量装置

最高的高温将发生在出口设备。

因此,系统动力学模型识别、流体温度蒸发器出口（Te）作为变量的选择。

其直接关系到电子的温度能量平衡组分通过加热墙（Eq。

1）:

一个蒸发器拥有固定加热器几何和修正散热能力,如果热负荷的变化,唯一的方法控制温度的电子元件（台湾）通过控制Te或了该方式的传热系数（αe）。

这传热系数不能直接被测算和两相流与质量流量喜欢使用变量率、流质量、流体性质。

因此,当前分析集中Te的动力。

未来的工作将包括确定计算最佳的相关性的传热系数在目前的实验中系统的动力学获得。

识别蒸发器动力学实验脉搏的变化是介绍给VCCAv的，在操作条件（ω,质量）、高频和ω下，执行器在桨系统（可输入）和质量是热负荷在系统需求确定（输入）。

一套实验包括测量蒸发器出口流体温度在稳定状态,跟随他由脉冲在Av、ω,或在保持稳定质量的回归状态下。

两套实验进行Av、ω对脉冲,质量,一为两相流动的蒸发器出口在整个干扰,和第二次的死一个过渡到过热蒸汽在蒸发器出口在脉搏。

对用来跟踪的代码这些骚动动力响应通过拟合一阶模型、二阶实测数据进行了比较分析。

转会方程2（Eq。

2）中获得均满意。

结果和讨论

　　图3显示结果光束质量没有阶段过渡。

当质量增加压力蒸发器培养,所以,冷冻温度上升。

然后,当质量回到初始值,系统回到原来的稳态。

从识别程序很明显,二阶建模型与系统动力学更接近一阶系统的测量原来的稳态。

从识别程序很明显,二阶建模型与系统动力学更接近一阶系统的测量模型。

测量精度的模型拟合最大误差平均馀和最小　使用（四）、（五）、（六）,可以得到比较。

安装测量值分别。

得出相应结论表一，通过模型一和二的比较，耦合的描述导热通过蒸发器墙壁和热对流制冷流动。

传递函数的这种情况下呈现在方程三。

图3、蒸发器在出口处无相变脉搏在热负荷下流体温度动力学的脉冲冲动

　结果从一个脉冲在ω无相变图4中提出了。

可以看出,减少了在ω使冷冻温度随时间的增加影响减少质量流量和压力降穿过膨胀阀。

动力学可以使用第一模型被精确地模拟，因为阶模型的变化立即ω影响制冷质量流量通过蒸发器和了压力水平有直接影响对流动温度在蒸发器的出口。

正如表一所述,使用二阶模型并未提高晶体管拟合模型。

对传递函数这件事的提出利用了7个月的时间。

在图5中,金属材料的相变体现在它在蒸发器的出口流体温度。

在这种场合下的动力学体系非常相似的任何相位跃迁的情况,如果完成过渡到过热地区的唯一作用发生变化将是一个更大的稳态利益。

图6陈述结果为脉冲在反病毒没有高温蒸发器的过度阶段的降温：

图4、蒸发器在出口处没有相变脉搏下压缩机频率的流体温度动力学脉冲冲动

图5、蒸发器在出口处在压缩机频率制冷剂流量进入过热地区时流体温度动力学脉冲冲动脉冲

在反病毒后是在测试中的温度增加了,因为在更高开启阀门通过阀门的压降减少和质量流率增加。

大规模的增加流量保证流将留在这两个-相耦合的区域而饱和压力随着温度的升高而生产的温升失效。

转让函数提出了一种对这件事的解析，见方程8：

　　图7显示一个很有趣的现象：

在突然出现的负增长脉冲和一个重要的温度上升中获得。

Te这意味着提高冷冻温度就会对增量的和减少的脉冲都将根据各州的制冷剂的流动在过渡。

过渡到过热地区,温度的上升,解耦的解释温度与压力,然而有更大的压力

图6、开拓蒸发器出口处在没有开启阀门相变脉搏下流体温度动力学脉冲冲动

图7、蒸发器出口流体温度动力学脉冲冲动在膨胀阀开制冷剂流量进入过热地区中脉冲

　　把质量流率降低,能量进入了平衡蒸发器由高级焓和温度出口蒸发器。

对传递函数提出了相变的情况，见方程9：

　　条件变化的传递函数使两者兼备，方程8和方程9代表了一个真正的为控制器的设计的挑战，传统的PID控制器不能够处理这一阶段过渡，未来的工作包括开发的一种方法,控制器设计与获得开关。

结论

　　摘要以系统动力学为出口流体温度蒸发设备和对一个VCC的热流密度边界条件的方法。

研究表明：

表格一：

比较的一阶和二阶情况

一阶模型较好地反映了动力学的Te的变化在ω及影视,而应qe障碍模型利用二阶模型。

为了这些案子ω各不相同的质量了动态的出口条件蒸发在“两阶段地区或在过热的地区相似的趋势但是不同的稳态收益。

然而,不同的情况下获得的标志Av稳态变化时蒸发器出口状况这两个-阶段地区在地区,过热同样的管制行动音视频可以有相反的反应在冷冻温度取决于出口条件流体流向。

制冷温度出口蒸发器的一阶传递函数的收获,消极的增加在ω生产减少冷冻温度出口蒸发器。

热负荷对这些情况动力学可以表示为一个二阶转移功能以积极的利益。

反例的传递函数对冷冻温度的影响，该方法可分两个阶段获取Av，标志是由于模型的解耦根据相关的压力和温度在两相地区。

确认

　这个工作由海军办公室的所有研究人员和许多大学的支持，给这次研究设计实验带来许多方便和实验数据，GG10919名为“系统——多阶段的方法,水平冷却大功率微电子系统”部分，该理论NSF每种材料研究中心（EEC-0812056）,在部分中心的自动化技术、系统（猫）,在一个街区在纽约州资助基础为科学、技术和创新（NYSTAR）。

参考

　　[1]弗雷舍,电力电子技术学报零部件和包装技术,801-815卷第十二期,2008年。

　　[2]>

刘国立台湾,建模蒸气压缩周期的多变量反馈控制中央空调的系统,动力系统、测量和控制报,453-465页,2009年。

　　[3]李和之制备两相微通道　冷却为高温热管理国防电子-　[之应用”,吸入皮质激素和包装技术,组件453-465卷,2009年。

　[4]“试验研究制冷系统电子冷却”,台湾组件和包装技术,678-687卷,2006年。

　　[5]“应用:

电子冷静制冷系统”,应用热工程、第78卷18-27页,2006年。

　[6]李佳玲,石东生、“控制多蒸发器空调系统进行流量分配”,能源转换

[7]杨竣翔、李晓岚、曹碧珍　延森“稳态造型和静态系统设计的一个了制冷系统高热流撤防”、美制的:

国际机械工程国会和博览会,2008年。

　　[8]第7期,2004年,陈振川《机械与出版社,Peles,优化制冷系统、美制微电子”。

[9]张“模型制冷循环的电子冷却”、美制的:

　　[10]拉斯姆森模拟传统古典蒸气压缩系统,交易研发ASME,54-64卷,2004年。