静电除尘装备的机理建模及其模糊多目标优化设计

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1、浙江大学硕士学位论文静电除尘装备的机理建模及其模糊多目标优化设计姓名：陈伟光申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：马龙华20060601摘要摘要随着社会的发展和人民生活水平的提高，环境保护已经日益受到人们的重视。静电除尘装置作为一种效率高、阻力低、气体处理量大和适用范围广的治理大气污染的有效措施，正在越来越多地被研究和使用。建立可靠、准确和完整的静电除尘器的模型，是对静电除尘器进行研究、设计和控制的基础。但由于静电除尘器内除尘过程的复杂性，人们对于静电除尘器的除尘机理和数学模型研究仍然缺乏系统性，在设计和使用中仍然依靠由经验得

2、到的统计数据，以致静电除尘器的研究和设计中存在许多与实际不一致的一面。本文的主要研究内容和创新点如下：1．深入了解静电除尘器的除尘机理，研究前人建立的数学模型，取其精华，对静电除尘器的除尘过程建立一个比较完备和准确的数学模型。此数学模型主要包括电场建模、粒子荷电建模、尘粒捕集建模以及非理想因素的影响建模几部分，解一组自相容的、联系的、非线性的等式系统，目标是解决一些已有的半经验模型的局限，以便研究和控制设备的操作条件，并为以后更深入的研究奠定基础。2．研究传统的静电除尘器设计方法，结合前面所建立的电除尘过程的数学模型和在实际工业生

3、产中使用静电除尘器的特点，基于模糊逻辑和多目标规划的思想，对传统的静电除尘器设计方法进行改良，提出了一套基于模糊的静电除尘器优化设计方法。此方法将静电除尘器设计中的各种目标模糊化，将其归结为对“优”指标的隶属度最大化问题，再用加权和分枝定界的方法解多目标的整数规划问题，得到一组除尘器设计参数的最优可行解。3．利用开源自由软件scILAB，结合工具命令语言TcL／TK，设计并编写一个静电除尘器的仿真和设计平台，对文中所建立的数学模型进行仿真，以验证此数学模型的正确性，研究各种除尘器设计参数和非理想因素对静电除尘器除尘过程和除尘效率的

4、影响，并将经过优化设计后的电除尘器设计方案进行仿真。关键诃：静电除尘器、数学模型、模糊逻辑、多目标规划、设计、仿真Abst碍ctAbstractWiththedeVelopmentofsocietyandimprovementofpeople’slivingstandard，theenvironmentprotectionhasbeenattachedmoreandmoreimportancenowadays．BeenaneffectiVefhcilityfIordealingwithairp01lutionswithhighef

5、ficiency，lowresistance，largecapacityandwideusingraⅡge，electrostaticprecipitator(ESP)hasbeenemployedandinvestigatedincreasingly．1t’sabasisfbrresearch，designandcontrolworkonelectrostaticprecipitatortoestab“shareliable，exactandintegratedmathematicalmodelofit．Unfortunatel

6、y，thereseafchoⅡmechanismandmathematicalmodelofESPstilllackforsystematismbecauseofthecomplexityofthephysicalprocessesinESP，designandemploymeⅡtofESPstillgreatlyrelyonstatisticaldataderiVef}omexperience．Thesedrawbacksresultinmanyincoherenciesbetweenresearchworkandpr8ctic

7、e．ThemaincontemandinnovationsofthispaperareIistedbelow：1．StudyoⅡthemechanismofESP，investigatethemathematicalmodelbuiltinpreViousresearches，andadopttheirelites，tobuildacomparativelyself_containedandexactmathematicalmodelofESPThemodelcontainsseveralpartssuchaselectricfi

8、eld，particlecharge，particlecollectionandnonidealfhctors，s01vesasetofconsistent，iⅡteractedandⅡonlinearequations，raVelsoutthel