纸浆模塑生产烘干过程效能优化控制

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1、纸浆模塑生产烘干过程效能优化控制广东工业大学硕士学位论文纸浆模塑生产烘干过程效能优化控制姓名：谭焯康申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：程良伦20070521摘要摘要随着经济持续快速增长，中国已成为第二大能源消费国，节能降耗已逐渐成为共识，并上升到国策的高度。企业要提高自身竞争力，就要对旧有的生产工艺进行技术改造，对关键的生产过程进行机理分析，进行效能优化控制，提高能源的利用率。这对于快速增长的纸浆模塑制造行业来说也同样重要。本文首先介绍了纸浆模塑制品的生产工艺流程，对纸浆模塑制品生产线自动控制系统进行了简要的描述，介绍系统中各个控制子系统，并选取能耗问

2、题严重的烘干过程控制系统作为研究对象，本文将对其机理行分析并建立数学模型，进行优化控制。本文对烘干炉内部的对流干燥过程进行研究，分析湿毛坯成型后的纸浆模塑制品的传热传质物理过程，以湿毛坯的残余饱和度将烘干过程中的湿毛坯分成干区与湿区两个部分；运用多孔介质的体积平均理论，假设干燥过程中湿毛坯内部处于局部热力学平衡，以Darcy定律得出湿毛坯内部的液相、气相两相流体的流动方程。在此基础上，考虑湿毛坯内部固、液、气三相在质量、动量和能量守恒关系的相互作用，分别建立流体和湿分的质量守恒方程以及能量守恒方程；根据干区与湿区的不同情况，建立湿区和干区的对流干燥数学模型，并以“蒸发界

3、面”动态边界作为两个干燥模型的耦合边界。最后，运用数值计算方法，采用全隐式有限差分，对湿区与干区的控制方程进行离散化，得到一系列非线性方程组，以迭代法求取干燥过程中湿毛坯的温度、饱和度等参数的值，并根据此计算方法提出纸浆模塑烘干过程的控制方法，对烘干过程进行效能的优化控制，降低烘干过程所消耗的能量。关键词：效能优化，对流干燥，纸浆模塑广东工业大学工学硕士论文ABSTRACTWiththeSustainedGrowthofhasbecomeRapidEconomy，Chinaalreadythesecondinthecountrymajorenergy―consuming

4、world，andreducinghasbeenaconsensus．Totheenergyconsumptiongraduallyimproveancompetenceofthetransformationenterprise，thetechnologicalPwhichincludethemechnismoftheindustrialananalysiSprocessbecarriedthiEfficiencyOptimizationControl，mustthrough．AndalSOtotheimportantpulp―modledproduction．ThiS

5、theoftheintroducespaperproductionprocesspulp―modledabriefilluminationoftheautoproduct．Givingpulp―modledprodcution1ineanditschooseasthesubsystems，wedryingsystemstudyobject，withhasthewiththeproblemenergyconsumption．WiththeofheatandmasstransfermechanismofconvectionanalysiSwouldbeintowetandd

6、ryingprocess，thepulp―modledproductseparatedwiththeresidualsaturation．Thenbaseonthedryregionsfluidflowofandcanbetheory，thepulp―modled’Sequations1iquidgasdebucedwiththeLaw．Darcy’STheinteractionsofforthreeconservationmass，momentum，andenergyinaretakenintoaccouttophase：solid，liquid，andgaspulp

7、―modledestablishmodelSofiSoftwomathematicsmassdrying，whichcomposedconservationofandoneequationsgasmoisture，andenergywiththediffereneeconditionoftheandwetequation．Thendryregion，iSthemodelofandwetthetwomodelSdryingdryregionestablished，andareviaofcoupledmovingboundaryevapora