袋式除尘器试验优化的MDOE方法应用研究

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1、分类号：密级：公开UDC：编号：201421203012河北工业大学硕士学位论文袋式除尘器试验优化的MDOE方法应用研究论文作者：李冉学生类别：全日制专业学位类别：工学领域名称：仪器科学与技术指导教师：刘丽冰职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyMDOEAPPLICATIONOFOPTIMIZATIONMETHODSBAGFILTEREXPERIMENTByLiRanSupervisor:Prof.LiuLibi

2、ngMay2017摘要袋式除尘器除尘效率高且运行稳定，在工业领域得到了广泛的应用，但其过滤和清灰机理复杂，尚未有统一认识，仍存在运行阻力大、滤袋使用寿命短等问题亟待解决。试验研究是探索袋式除尘机理和工作性能的重要方法之一，在制定初步方案、设计优化和性能评价等研制阶段需要进行大量的袋式除尘器试验，合理的试验设计将达到事半功倍的效果。为此，在袋式除尘器1:1试验平台上开发了试验测试系统，并研究了优化试验设计方法。由于现代试验设计（Moderndesignofexperiments，MDOE）较传统单变量(OneFactoratATime，OFAT)方法，试验次数少精度高，针对袋式除尘器

3、这类复杂工况下变量耦合的试验优化问题，研究了袋式除尘器过滤过程、喷吹清灰、喷吹阀性能的MDOE方法：（1）对试验装置过滤和喷吹清灰过程进行了数值模拟，将所得数据构建响应面模型，比较了不同准则下拉丁超立方设计（LatinHypercubeSampling，LHS）与均匀设计对于过滤和喷吹清灰试验设计的效果，给出了试验样本点的进一步优化，并分析了优化后设计方法的适用性。（2）开发了袋式除尘器综合试验测试系统，上位机用LabVIEW进行数据采集、处理、存储，下位机用PLC对执行器控制，并以喷吹阀性能试验为例，验证了所设计的MDOE优化试验设计方法的正确性和有效性。（3）应用结果表明：在过

4、滤试验、喷吹清灰试验和喷吹阀性能中，MDOE方法试验次数仅为全因子试验的46%、25%和28%；通过方差回归分析，相关系数分别为：30.9966、0.9938、0.9973，整体均方根误差分别为：0.51min、17.7608Pa、0.0071m/s；基于最大化最小距离准则的LHS和均匀设计试验优化方案更能充分反映过滤、喷吹清灰和喷吹阀特性的变化规律。MDOE方法可广泛用于大型装备样机特性测试试验优化，可明显缩短试验周期，降低试验成本，为产品的机理深化试验和快速创新奠定了基础。关键词：现代试验设计（MDOE）喷吹清灰优化模型拉丁超立方设计（LHS）测试系统IABSTRACTBagf

5、ilterhashighefficiencyandstableoperation,andithasbeenwidelyusedinindustrialfield.However,thefiltrationandcleaningmechanismiscomplexandhasnotyetbeenunified,andtherearestillsomeproblemssuchasrunningresistanceandshortservicelifeoffilterbag.Experimentalresearchisoneoftheimportantmethodstoexploreth

6、emechanismandperformanceofbagdustremoval.Inthedevelopmentofpreliminaryscheme,designoptimizationandperformanceevaluation,itisnecessarytocarryoutalargenumberofbagdustcollectortest,andthereasonabletestdesignwillachieveamultipliereffect.Tothisend,thebagfilter1:1testplatformforthedevelopmentofthete

7、stsystem,andtostudytheoptimizationofexperimentaldesignmethods.Moderndesignofexperiments(MDOE)thanthetraditionalonefactoratatime(OFAT)method,thetesttimeslesshighprecision.Inordertosolvetheproblemofvariablecouplinginthecomplexconditionofb