译文
学院：机械工程学院
专业：机械设计制造及其自动化学号：1040202313
姓名：黄剑雄
指导教师：周宏根
江苏科技大学
2014年 5 月 24 日
逆流式微通道逆流热交换器的设计方法
Sandip K. Saha 1，Martine Baelmans2
（1. 机械工程系,印度孟买技术研究所,孟买400076,印度；2.天主教鲁汶大学机械工程系应用力学研究和能量转换专业，赫维里市celestijnenlaan街300A号公交2421，b-3001,比利时。）
文章信息：
2013年10月2日收到
2014年1月15日收到修订版
2014年2月23日录用
2014年3月20日在线提供
摘要
本文提出了一种矩形微通道对流换热器的设计方法。采用的方法是基于两个模型：一维模型和CFD模型。一维模型采用平行板微热交换器调整矩形微通道逆流换热器的几何图形。因此，使用了更为准确的CFD模型动水热等效平行板换热器来拟合一维模型参数。相关的修正因素提出了一系列压力下降和轴向传导参数。目前的研究提供了效率在0.6和1之间变化的气—气矩形通道逆流微换热器的量化数据最优板尺寸和产生最大的功率密度效率
2014爱思唯尔科技有限公司保留所有权利关键词: 优化设计、纵向热传导、逆流式微通道逆流热交换器
注释表
A 面积（m2）t f散热片厚度（m）
A cross正常流动的截面面积（m2）U 总换热系数（W/m2K）
A f散热片的表面积（m2）v 流体体积速度（m/s）
A t总面积（m2）W 总宽（m）
C p比热容（J/Kg K）w 流道宽度（m）
D 流道高度（m）x,y,z 笛卡尔坐标
D?水力直径（m）z+无量纲液压入口位置的长度，z+=L
L c R eL c
E 离散化误差z?无量纲热入口位置的长度，z?=L
L c R eL c Pr f 流道摩擦系数希腊字母
H 总高（m）ξ长宽比
h 平均对流换热系数（W/m2 K）ρ密度（kg/m3）
k 流体热导率（W/m K）μ动力粘度（Pa s）
K w金属板的热导率（W/m K）ε效率
L 流道长度（m）κ网格加密比率
L c特征长度（m）ηf散热片效率
L?y+液压入口长度η0所有散热片的效率
L+无量纲的液压通道长度，L+=L
下标
D?R e
L t??热入口长度 c 冷流体
L?无量纲的热通道长度，L?=L
cross 横截面
D?R e Pr
M 轴向传导参数CFD 轴向传导，从CFD中获得
m质量流率（kg/s） d 给定的设计值
NTU 传热单元数h 热流体
Nu Lc基于特征长度尺度努塞尔特数i 入口
N 热流道或冷流道的数量eff 有效的
n f散热片数目grid 网格数量
R 收敛比max 最大值
R o.f所有散热片热阻（℃/W）noax 没有轴向传导
Pr 普朗特数o 出口
Δp压力降（Pa）opt 最适宜条件Q 无量纲的功率密度rec 矩形的
q 热流量（W）
q d单位体积的功率密度（W/ m3）
Re Lc基于特征长度尺度的雷诺数
Re D?基于水力直径的雷诺数
T 温度（℃）
t 板厚（m）
1.介绍
微热交换器因为他们结构紧凑高面积体积比和高热流传输密度能力吸引了大量的关注。这种类型的热交换器能够应用在电子冷却,汽车和航空航天应用程序以及小规模能量转换系统。在设计这些小规模的热交换器时，优化是一个重要方面。伊尔马等人研究了微通道换热器和管道的任意截面找到最佳形状的水力直径和最大传热。他们发现最大传热和最佳形状水力直径对于一个给定的压降和普朗特数强烈依赖于管形状系数。Muzychka使用大量关系顺序来获取最优尺寸不同的管道形状如矩形、椭圆、规则的多边形等。他发明了近似表达式来评估各种最优管形状。他还发现,平行板换热器单位体积转移热量高于其他形状的管道。Bau提取出一个简单的模型表明均匀加热表面的最高或最低温度可以通过统一微换热器管道的宽度来优化。他得出结论：在加热表面温度梯度和最大表面温度可以最小化利用非均匀宽渠道。然而, 轴向传导在模型中被忽视。Foli等人采用了两种方法去优化微通道换热器。第一种方法，采用一个结合CFD的分析模型而第二种方法则采用结合了CFD的并行对象算法。第一种方法是对一个给定的体积和材料微换热器通过改变通道宽高比进行优化。第二种方法是保持固定的长度和宽度不变，体积改变。体积的变化是通过改变通道宽高比或改变通道的高度。实验发现，需要在最小压降和最大热功率的转移之间进行取舍。Lerou等人通过微型制冷机系统减少热量产生优化逆流微通道换热器。得益于他们特别的系统，他么获得了如宽度、高度和长度的最优几何参数。李等人结合有限元分析通过网格划分去最大化体现一个错流微通道换热器的效果。他们在研究中忽略了压降。Bejan提出一种错流树状连接的双通道逆流结构换热器的设计概念。将最小规模的长度与最大热交换进口长度相匹配。在更大的规模下使得冷热流逆向流动。这将允许在最大流量时能够流经所有组成部件并且增加传热。拉贾等人设计分析了一个基于贝扬构造理论的多模块换热器。他们发现相比于传统的对流换热器，这种换热器至少提高20%的换热效率。
在如此小的空间里，轴向热传递通过流体间的金属板扮演重要角色。如果微型换热器的长度减少将减小轴向热传递的效率。在这种情况下,Rogiers和Baelmans提出一个设计方法以效率和压降为约束优化平行板逆流微换热器的几何形状。他们是同过渐渐逼近的方法来获得最优的解决方案。在众多方案中分析得出最高效的基线。因此,通过校正因数去保持渐进解的准确性。Rogiers等人基于对不规则流道中液压和热的深层次分析设计优化出微型逆流换热器。
本文对给定导热率和压降的矩形微通道换热器结构进行优化。目前的工作从平行板微热交换器开始。更具体地说,它是研究这种方法是否可以采用矩形微通
道情况。为此,由矩形通道与平行板热交换器之间的水动力和热气流的关系推导出同样的流率和轴向换热系数。随后,这个过程是基于两个层次结构的模型:一个低阶模型和CFD模型。低阶模型本质上是一个用于优化等效平行板式换热器的一维理论模型。高精度模型是一种CFD模型，用于确定两个模型需要的校正因素。
2.一般几何形状及其相关性
图1显示了一个矩形微通道逆流换热器优的原理图。换热器由（2n×n
f
）个冷热通道组成，在Z方向有n个平行冷或热流道，每个冷或热流道在y方向又被
分为（n
f +1）个翅片。板和翅片的厚度分别用t和t
f
,表示。在分析时认为翅片
是很薄的(t
f
< < L)。对矩形通道逆流换热器的几何参数在规定的压降（Δp）,
通道宽高比(ξ=D/w),材料和流体性质以及冷热流体的入口温度差异(ΔT)下进行优化。一个由n个热通道和n个冷通道组成的矩形通道微换热器的总高度由公式（1）可以得到
H=2nD+(2n+1)t≈2n(D+t) （1）
在y方向上有n
f
个热（或者冷）侧流道的矩形通道微型换热器的总宽可以根据公式（2）得到。
W=n
f w+(n
f
+1)t
f
≈n
f
(w+t
f
) (2)
其中，流道的横纵比（ξ）可以定义为流道宽度（w）与高度（D）的比。矩形流道的水力直径（D
h
）根据公式（3）可以得到。
Dh=4(Dw)
2(D+w)=2D
1+ζ
(3)
根据4侧加热矩形通道且流体充分流动条件下努塞尔特数（Nu
rec
）可以根据公式（4）计算出宽高比ξ小于1，或者依据公式（5）ξ大于1.
Nu
Dh,rec =8.235×(1?2.0421ξ+3.0853ξ
2
?2.4765ξ3+1.0578ξ4?
0.1861ξ5)（4）
Nu
Dh,rec =8.235×(1?2.0421ξ
?1
+3.0853ξ?2?2.4765ξ?3+1.0578ξ?4?
0.1861ξ?5)（5）
同样,流体充分流动的范宁摩擦系数可以在ξ<1和ξ>1两种情况下根据公式（6）和（7）计算。
(fRE D
?,
)rec=24(1?1.3553ξ+1.9467ξ2?1.7012ξ3+0.9564ζ4?
0.2537ζ5)（6）
(fRE D ?,)rec =24(1?1.3553ξ
?1
+1.9467ξ
?2
?1.7012ξ
?3
+0.9564ζ?4?
0.2537ζ?5) （7）
（a ）俯视图 （b ）前视图
（c ）侧视图
图1矩形微型流道换热器
然而, 如果水动力和热力入口效应成立，那就可以获得更精确的结果。水力和热力入口长度可以分别通过公式（8）到（10）来计算。
L t?+=（0.06+0.07ξ?0.04ξ2
）（当0≤ξ≤1时） （8） L t??=?1.25×10?6ξ6+4.709×10?5ξ5
?6.902×10?4ξ4+5.014×10?3ξ3?
1.769×10?2ξ2+1.845×10?2ξ+5.691×10?2 (9)
其中，L hy +和L t??根据一下公式计算：
L t?+=L
D
?Re
(10) L t??=L
D
?RePr
(11)
范宁摩擦系数(f)和努塞尔特数同时开流可以从以下公式推得：
f Re √A =[(
√Z ?y
)2
+(
√ξ(1+ξ)[1?192
π
2
tanh (
π
2ξ)]2
]1
(12)
Nu
√A (Z t??)={(4
√Z t?
)+{[C2C3(fRe√A
Z t??
)
1
3]
5
+[C1(fRe√A
8√πξζ
)]5}r}1 (13)
其中C1，C2，C3和C4，f（Pr），ζ和r在表1中列出。Z?y+和Z t??计算公式如下：
Z t?+=L
L c Re L c
(14)
Z t??=L
L c Re L c Pr
(15)
表1 C1、C2、C3、C4、f（Pr）和ψ应用在公式（12）-（15）
C1 3.86
C23/2（对Nu的平均数）
C30.501
C42（对Nu的平均数）
f（Pr）0.886
[1+(1.909Pr 1 6)
9 2]
2
9
ζ1/10(上限)到2/10（下限）
r
2.27+1.65Pr 1 3
其中，Lc为上述定义的特征长度√A的相关系数。
fRe D
?和Nu D
?
可以通过以下公式得到。
(fRe)D
?
=(4√A
P
)(fRe)
√A
(16)
Nu D
?
=(4√A
P
)Nu
√A
(17)
3. 减少模型湍流
基于在前一节中描述的相关性,本文提出用简化模型寻求一个最优几何参数。在这个简化模型中,矩形微通道逆流换热器由一个等效平行板模型所替代。矩形通道和等效平行板换热器具有相同的几何参数即D,L,W和t。等效平行板微换热器图（2）所示。逆流微热交换器的冷热流体都流经xz平面交替通道。在简化模型中,有一半的冷热流道显示在yz平面,如图所示。1(c)和图2(b) 红色虚线处都是微换热器的流道。
（a ）俯视图 （b ）侧视图
图（2）等效并联微换热器
在相同的质流率,传热系数(Nu)和轴向传导率（M ）下，对等效平行板矩形通道的水力和热力效应进行优化。 3.1并联矩形通道的等质流率（m
） n ×nf 个热或冷的矩形流道的总质流率可由一下公式求出：
m rec =(n)(n f )ρwDv rec (18)
其中，由于摩擦系数而产生的压降将影响流道的膨胀速度v rec ，公式如下：
v rec =2
4(fRe
D ?)rec μ
D ?2
Δp
L
（19）
因此,将公式（1）、（2）和（19）代入公式（18）后可以求得流道总质流
率，公式如下：
m rec =ρwD[H
2(D+t )](W
w+t f
)
2
4(fRe D ?)
rec
μ
×
Δp L (2(Dw)(D+w)
)2
(20) 对于简化的平行板换热器，其总质流率可以通过以下公式计算：
m eq =ρD[H
2(D+t)]W 2
4(fRe
D ?)μ
Δp L
(2D)2 (21)
平行板换热器精确的公式(20)和(21),一个等效的（fRe D?）eq 可以表示出矩形流道的组态。
（fRe D ?）
eq
=(fRe D ?)
rec
(1+ξ2)(1+t
f
w ) (22)
3.2 等传质单元数的并联矩形流道
矩形微通道与平行板式换热器之间的传热关系可以通过两种情况下的传质单元数（NTU ）求得。热交换器的传质单元数表达式如下：
NTU =
（UA ）m
C p (23)
通常认为是换热器的热阻是对流传热主要原因，2 n 个冷或热平行板流道的
流体的流体热导率UA 可以写成：
UA =2n 1
2R (24)
单一热或冷流道的整体热阻（R 0.f ）对可以通过以下公式计算：
1R 0.f
=η0?A t (25)
其中，如图1所示的h =Nu rec k
D ?
和整体翅片中翅片高度部分D/2被定义为,
η0=1?
n f A f A t
(1?ηf ) (26)
nf 为翅片数量，A f =DL 为箱体内每一片需要考虑的翅片的表面积，ηf 为每一片翅片的热效率，A t =A f +A b 为总的表面积（也就是翅片的表面面积和暴露的底座表面积），其中A b =n f wL 。当翅片很薄（t f < 1R 0.f =WL (1+ηf ξ) (1+t f ) Nu rec k (1+ξ)2D (27) 与翅片效率： ηf = tan ?(m f 12 D)(m f 12 D) (28) 和 m f =√?p k w A c =√f k w (t f L) ≈√k w t f (29) 对于2n 个流道（冷热流体），流体与流体之间的热导率可以用以下公式计算： (UA)rec =2n WL 2 (1+ηf ξ)(1+t f ) Nu rec k (1+ξ)2D (30) 2n 个冷热平行板流道的流体与流体间的热导率(UAeff 。para)及其等效平行板逆流微换热器等效热导率(UA)eq 可以写成： (UA)eq =2n WL 2 Nu eq,para k 2D (31) 由公式（30）、（31）推导出： Nu eq =Nu rec (1+ξ)(1+ηf ξ)(1+t f w ?) (32) 3.3 平行矩形渠道的等轴传导(M) 流道的轴向传导M 可根据以下公式计算： M = k w A cross L(m c p ) (33) 其中，A cross 是沿固体材料的轴向热流的横截面积。矩形流道换热器的轴向热导可以根据以下公式计算： M rec =2nWt ?1+(D t )(t f w ?1+t f w ?)?k w L(m c p ) (34) 平行板热交换器的轴向传导参数可以以类似的方式获得的。 M eq =2nWt k w L(m c p ) (35) 由于公式（34）和（35）的m 和c p 相同，那么就可以推导出： (t D )eq =t D [1+ D t t f w (1+t f w ) ] (36) 这些关系(公式(22)、(32)和(36))是用来在平行板微换热器的简化模型中找到最优尺寸， 其中涉及到了矩形流道微型换热器的流体动力学和当量热。考虑到逆流换热器t=t f ，将L eq 。opt 和D eq 。opt 修改后的整理为： D eq,opt =√μα ΔP (fRe D ?)eq k w k (t D )eq ψΩ[√2(1?εd ε(1+22)?1]?12 ? (37) L eq,opt = √μαΔP 4(fRe D ?)eq Nu eq [k w k (t D )eq ]2ψΩ3[√2(1?εd ε(1+2√2)?1]?32? (38) 其中，ψ和Ω的值可以根据Rogiers 和Baelmans 的文章得出： Ω=tan ?1.976[2.044(2εd ?1 1?εd )0.345] for εd >0.53 (39) ψ=[ log(4.72(2εd ?1)1.733+1) log(4.72+1) ] 0.3308 for εd >0.53 (40) 等效平行板逆流微型换热器的最优尺寸(L eq 。opt 和D eq 。opt )是与预设系数εd 和最大传热效率密度下的压降有关的最佳大小。热交换器可以由多个基本单元组成,每个基本单元都采用最优尺寸。 与优化设计相关的最优单位宽度的质流率已经由Rogiers 和Baelmans 给出： (m n ) opt =ρα√Nu eq ?k w k (t D )eq ?ψ (41) 最优尺寸在满足给定的最大允许压降Δp 和预设板厚比（t/D ）的条件下是有效的。类似于公式（12）的推导,表达式并不适用于受到约束的固定板厚度（t ）的优化设计。 3.4 逆流微型换热器的分析结果 图3显示了流道宽高比在以空气作为流体介质采用优化了的质流率的情况下不同的εd ，Δp 和（kw/k ）(t/D)参数下每次流动的的影响。微流道换热器是不 锈钢制成的。我们故意把重点放在一个特定的使用去完成一个满足现实需求的实用的设计方案。更应该注意的是,换热器的板材材料的热性起着关键作用，因为它可能不能够良好地导热。因此,在目前的分析中, 导热系数为16 W / m2· K 的不锈钢能够作为板材。空气和不锈钢的性能分析结果如图3所示。 图3 不同设计参数εd下最优质流率的细节展示图 从图3可以观察, 对于一个给定的宽高比（ξ），每次通过的最优质流率随着压降Δp减小和轴向导热参数（kw/k）(t/D)的增大而增加。最优质量流率伴随设计系数（εd）的增加而增加。 4.参数模型 在前面的小节中,矩形通道微换热器的简化模型已经建立好。在本节中,将对简化模型的效果与数值模型进行对比测评，同时将汲取简化模型必要的细节。为此，将t=tf代入当前分析并选择基本单元的数域，如图（4）所示。假设在湍流时，对逆流换热器的稳态流体流动和传热进行建模。其动量守恒方程可以写为： μ(e2u ex2+e2u ey2 )=dp dz (42) u为流体在Z方向上的流速。能量守恒方程可以写为： e(ρc p uT) ex =(k xe2T ex2 +k ye2T ey2 +k ze2T ez2 ) (43) 对于各向同性材料，kx=ky=kz。使用了有限体积法（FVM）的内部CFD代码解决了动量和能量方程。这段代码对一个平行板逆流换热器进行解析验证。对流 和扩散通量被幂律方案所分离。下面的边界条件用于求解守恒方程。 u=0固体与固体和流体的交界面没有发生滑动。（44）设置基本单元的边界条件 eu ex =0 At x=0 and D+t (45) eT ex =0 At x=0 and D+t (46) eT ey =0 At y=0 and w+t (47) 首先，根据一个给定的压降计算速度场。随后,给出边界条件适用的温度场。计算出口温度和质流量： m0=∫ρudA outlet (48) T0=1 m0c p ∫ρc p uTdA outlet (49) 从数值的分析中算出有效数据。 表2 空气和不锈钢的属性分析 ρ(kg/m3) k(W/m2·K) μ(Pa·s) c p(J/Kg·K) 空气 1.205 0.0257 1.82×10-5 1005 不锈钢8000 16 - 500 图（4）基本单元数域分析原理图 εCFD=(T o,c?T i,c) (T i,??T i,c)=(T i,??T o,?) (T i,??T i,c) (50) 4.1网格独立性研究 开展网格的独立性研究,确定合适的网格间距。在Δp=500Pa，（kw/k）(t/D)=500, ξ=0.1和εd=0.6条件下选择三个网格尺寸，即16×16×252（长），32×32×252（长）和64×64×252（长）。在每一个网格是用x1、x2和x3来分别对应于热流体在进口和出口的温差（ΔTh）,可以用（Th,i-Th,o）或者（Tc,o-Tc,i）来计算。冷流体同样方法计算。表3显示了源自理查森外推方案中代表性的例子的计算方法对三个不同网格间距下热/冷流体的进口和出口的温差（ΔTh）的精确计算方法。网格加密比用k和导热系数Λ表示为： Λ=ln(x2?x3 x1?x2 ) ln(k) (51) 细网格上的收敛率(R)和离散误差(E21)可以根据以下公式计算： R=x3?x2 x2?x1 (52) E21=x1?x2 kΛ?1 (53) 当0 < R < 1时，函数为单调函数且收敛，当0 < R时，函数振荡收敛。当R > 1函数发散。Roache提出的网格收敛指数(GCI)提供了一个可以测量计算值与渐近值的近似程度的方法，在细网格划分中可以写成： GCI21=F s|x2?x1| x1(kΛ?1) (54) 其中，Fs为安全系数,其值在三个网格中都是1.25。 从表3可以发现。随着网格划分从粗到细，GCI的值不断减小。它表明,数值解不依赖于网格的数量。由于细网格较粗网格的GCI小，那么就可以说,网格划分几乎是独立的。因此,在Δp=500Pa，（kw/k）(t/D)=500, ξ=0.1和εd=0.6条件下，64×64×252（长）的网格数量用在数值模拟里。 表3理查森外推方案下三种不同网格大小的离散化误差和网格收敛指数(GCI) Δp(Pa) k w k t D ξεd κE12 1000 1000 0.1 0.9 4 1.07 500 1000 0.1 0.8 4 2.68 500 500 0.1 0.95 4 0.32 500 500 0.1 0.6 4 1.93 E23×10-3 P R×10-3 GCI×10-3(%) GCI×10-5(%) 6.31 3.70 5.92 4.28 2.50 18.55 3.59 6.91 13.7 9.21 1.76 3.76 5.46 1.15 0.62 18.25 3.36 9.45 15.27 14.07 4.2数值模型的准确性 数值模型对平行板逆流微型换热器的分析结论进行了验证。对于给定的质流率0.01kg/s安全系数（ε）0.7和流道高度（D）1mm，压降和平行板微换热器的流体换热区域从分析上是可以确定的。翅片厚度（tf）为10微米，因此轴向传导（M）是微不足道的（M趋近于0）。质量流率和通道的高度选择通常是D< 4.3 细化的简化模型的修正因数 为了将简化模型与数值模型相关联，引入两个因数β和φ。我们现在得出由 Kroeger提供的与逆流平行板换热器类似的微通道换热器效率的表达式： ε=1?1 1+NTU′(1+M′?Φ)/(1+M′?NTU′) (55) 和 Φ=√M′?NTU′ 1+M?NTU tan??′ √M′?NTU′∕(1+M′?NTU′) ? (56) 其中，M’和NTU’ 是修改后的轴向传导系数和修改微通道换热器效率的传热单元数量。在第一次尝试中，这些修改的数字是基于对微型通道组态的几何说明（参看公式（23）和（33））。现在我们又添加了一个因素β来纠正当量传质单元数的值。为此,把翅片结构等效为平行板结构，用NTU除以一维湍流系数NTUrec，所得的值定义为β。 NTU′=βNTU rec=β[(Ω ψ)(√2(1?εd ε(1+2√2)?1 ?1 ] (57) 其中， β=1 NTU rec εCFD,noax 1?εCFD,noax (58) 上式中，εCFD，noax是从无轴向板传导CFD中计算获得的效率(公式(50))。公式(57)中的NTUrec 可以在简化公式(20)和(30)中计算出来。另一方面，φ用以改变微型流道的轴向传导系数，其表达式如下： M′=M rec ?=1 ? ?(ψΩ)?1(√2(d ε(1+2√2)?1 )? (59) 根据表达式(20)和(34)推得上面的表达式。校正因子φ可以通过下面的方法计算： ?=M rec M(NTU,εCFD) (60) ε CFD 从考虑轴向板传导的CFD计算中得到的安全系数。M’的计算涉及到对于给定的ε和NTU‘下公式（55）和（56）的数值解。其表达式为： εCFD,ax=1?1 1+NTU(1+M??)∕(1+M?NTU) (61) 其中φ在公式（56）中已经定义。 4.4. 数值结果的说明 一般对换热器单位体积传热效率给定的的热功率密度表达式为： q d=q WLH =m c pε(T i,1?T i,2) (62) 质量流密度（m d）的计算公式为： m d=m HWL (63) 无量纲的功率密度（Q ◇）公式为： Q ◇ =μq d ρc p (T i,1?T i,2 )ΔP =εΩ1 (1+ξ)2[1+(t ) eq ][1+ξ(t )eq ]× Nu eq 4(f Re )rec [kw k (t D )eq ] ?1 [√2(1?εd ε(1+2√2)?1] 2 (64) 从公式（64）可以看到，无维度功率密度（Q ◇）可以根据给定的流道宽高比（ξ）、板厚间距比（t/D ）、热导率（kw/k ）和设计效率（εd ）计算得到。公式（64）中的换热器效率（ε）是不同于在两个因数β和φ帮助下可用公式（55）计算的设计效率（εd ）。表面积利用率（β）的配置因数在公式（58）中可得到，而由于轴向传导决定的配置因数的热衰退在公式（60）中可得到。 矩形通道和等效平行板逆流热交换器的质流率是相同的。其值可通过公式(22)得到。一个矩形通道和等价的平行板逆流换热器的热力性能是其满足效率的评价指标。为了满足β和φ，有或没有轴向传导的效率是确定的。 表4 Δp ，（k w /k ）(t/D), ξ和εd 在数值分析中的不同值 Δp （Pa ） k w k t D ξ εd 500 500 0.1~1,每次增加 0.1 0.6，0.7，0.8，0.9和0.95 500 1000 1000 500 5. 数值结果 在本节中,两个修正因素, β和φ将起决定所用。他们是把简化模型与数值模型联系起来。多组Δp ，（k w /k ）(t/D), ξ和εd 下进行数值模拟获得β和φ，如表4所示。空气也是一种流体介质。图5显示了受Δp 、（k w /k ）(t/D)、 ξ影响的不同设计效率下的传质单元数 (NTU)，其根据公式（57）和（58）可计算得出。参考公式（57），等效传质单元数（即NTU rec ）仅仅是一个设计效率的函数，其绘制在图5中。从图中可以观察到，等效传质单元数随着设计效率（εd ）的增大而增大。而它的值却在不同的横纵比（ξ）下保持不变。进一步研究效率对等效传质单元数的影响。需要指出的是，根据公式（23）可得，等效传质单元数随着设计效率的增加而增大是由于流体传热表面积增大。设计效率分别通过因数 [√2(1?εd ε(1+2√2)?1]2和[√2(1?εd ε(1+2√2)?1]?1 对流体每次流过的最优换热面积（A opt ）和最佳质流 率（m opt ）产生影响。因数对εd 的影响如图6所示。在两个设计效率εd =0.6和 0.95下，最佳传热面积的变化为8，733，当而m opt 存在的情况下，变化为2.223。 在两个流道横纵比ζ=0.1和1下，A opt 和m opt 分别变化1.11和0.46。因此横纵 敏感性远低于设计效率ε d 的灵敏度。从图5可以观察到，β值小于1且随着设 计效率（ε d ）的增加而减小。β值对流道横纵比的变化不敏感。 说明：●—NTUrec和β在（a）条件下：○—Δp：500Pa，（kw/k）(t/D)：500，ξ：0.1，（b）条件Δp：500Pa，（kw/k）(t/D)：500，□—ξ：0.1，（c）条件Δp：500Pa，（kw/k）(t/D)：500，◇—ξ：0.1；（d）条件×—Δp：500Pa，（kw/k）(t/D)：1000，ξ：0.1；（e）条件△—Δp：1000Pa，（kw/k）(t/D)：500，ξ：1；（f）＋—Δp：1000Pa，（kw/k）(t/D)：1000，ξ：0.1；（g）▂—与β相关。 图5 在不同的Δp，（kw/k）(t/D)和ξ下传质单元数（NTUrec）和校正因子β随设计效率（εd）变化图。实际的微型流道换热器的传质单元数受两个因素 NTU’=βNTUrec影响。 图6给定ξ下变化流体最佳传热面积和最佳质流量的效率依赖因素的随设计效 率变化图。 说明：■—Mrec；（b）□—Δp：500Pa，（kw/k）(t/D)：500，ξ：0.1；（c）△—Δp：500Pa，（kw/k）(t/D)：500，ξ：0.5；（d）○—Δp：500Pa，（kw/k）(t/D)：500，ξ：1；（e） ◇—Δp：1000Pa，（kw/k）(t/D)：500，ξ：1；（f）×—Δp：1000Pa，（kw/k）(t/D)：500，ξ：1；（g）＋—Δp：1000Pa，（kw/k）(t/D)：1000，ξ：0.1；（h）●—与ξ=0.1相关；（i）◆—与ξ=0.5相关；（j）▲—与ξ=1相关 图7轴向传导（Mrec）和校正因数（φ）随不同Δp和（kw/k）(t/D)下的设 计效率变化关系图 图8 对于给定的ξ设计效率与最佳的横截面积和最佳长度的变化关系 图9最大无量纲功率密度随设计效率的流道的横纵比变化的关系图 中英文对照资料外文翻译文献 附件1：外文资料翻译译文 传感器新技术的发展 传感器是一种能将物理量、化学量、生物量等转换成电信号的器件。输出信号有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处理、记录、显示、控制要求，是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少的元件。如果把计算机比作大脑，那么传感器则相当于五官，传感器能正确感受被测量并转换成相应输出量，对系统的质量起决定性作用。自动化程度越高，系统对传感器要求越高。在今天的信息时代里，信息产业包括信息采集、传输、处理三部分，即传感技术、通信技术、计算机技术。现代的计算机技术和通信技术由于超大规模集成电路的飞速发展，而已经充分发达后，不仅对传感器的精度、可靠性、响应速度、获取的信息量要求越来越高，还要求其成本低廉且使用方便。显然传统传感器因功能、特性、体积、成本等已难以满足而逐渐被淘汰。世界许多发达国家都在加快对传感器新技术的研究与开发，并且都已取得极大的突破。如今传感器新技术的发展，主要有以下几个方面： 利用物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理，所以研究发现新现象与新效应是传感器技术发展的重要工作，是研究开发新型传感器的基础。日本夏普公司利用超导技术研制成功高温超导磁性传感器，是传感器技术的重大突破，其灵敏度高，仅次于超导量子干涉器件。它的制造工艺远比超导量子干涉器件简单。可用于磁成像技术，有广泛推广价值。 利用抗体和抗原在电极表面上相遇复合时，会引起电极电位的变化，利用这一现象可制出免疫传感器。用这种抗体制成的免疫传感器可对某生物体内是否有这种抗原作检查。如用肝炎病毒抗体可检查某人是否患有肝炎，起到快速、准确作用。美国加州大学巳研制出这类传感器。 传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学进步，人们可制造出各种新型传感器。例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器；光导纤维能制成压力、流量、温度、位移等多种传感器；用陶瓷制成压力传感器。 DS18B20单线温度传感器 一．特征：ucts DS18B20 data sheet 2012 ●独特的单线接口，只需1个接口引脚即可通信 ●每个设备都有一个唯一的64位串行代码存储在ROM上 ●多点能力使分布式温度检测应用得以简化 ●不需要外部部件 ●可以从数据线供电，电源电压范围为3.0V至5.5V ●测量范围从-55 ° C至+125 ° C（-67 ° F至257 ° F），从-10℃至+85 °C的精 度为0.5 °C ●温度计分辨率是用户可选择的9至12位 ●转换12位数字的最长时间是750ms ●用户可定义的非易失性的温度告警设置 ●告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度告警情况） ●采用8引脚SO（150mil），8引脚SOP和3引脚TO - 92封装 ●软件与DS1822兼容 ●应用范围包括恒温控制工业系统消费类产品温度计或任何热敏系统二．简介 该DS18B20的数字温度计提供9至12位的摄氏温度测量，并具有与非易失性用户可编程上限和下限报警功能。信息单线接口送入DS18B20或从DS18B20 送出，因此按照定义只需要一条数据线与中央微处理器进行通信。它的测温范围从-55°C到+125°C，其中从-10 °C至+85 °C可以精确到0.5°C 。此外，DS18B20可以从数据线直接供电（“寄生电源”），从而消除了供应需要一个外部电源。 每个DS18B20 的有一个唯一的64位序列码，它允许多个DS18B20的功 能在同一总线。因此，用一个微处理器控制大面积分布的许多DS18B20是非常简单的。此特性的应用范围包括HV AC、环境控制、建筑物、设备或机械内的温度检测以及过程监视和控制系统。 三．综述 64位ROM存储设备的独特序号。存贮器包含2个字节的温度寄存器，它存储来自温度传感器的数字输出。此外，暂存器可以访问的1个字节的上下限温度告警触发器（TH和TL）和1个字节的配置寄存器。配置寄存器允许用户设置的温度到数字转换的分辨率为9，10，11或12位。TH，TL和配置寄存器是非易失性的，因此掉电时依然可以保存数据。 该DS18B20使用Dallas的单总线协议，总线之间的通信用一个控制信号就可以实现。控制线需要一个弱上拉电阻，因为所有的设备都是通过3线或开漏端口连接（在DS18B20中用DQ引脚）到总线的。在这种总线系统中，微处理器（主设备）和地址标识上使用其独有的64位代码。因为每个设备都有一个唯一的代码，一个总线上连接设备的数量几乎是无限的。单总线协议，包括详细的解释命令和“时间槽”，此资料的单总线系统部分包括这些内容。 DS18B20的另一个特点是：没有外部电源供电仍然可以工作。当DQ引脚为高电平时，电压是单总线上拉电阻通过DQ引脚供应的。高电平信号也可以充当外部电源，当总线是低电平时供应给设备电压。这种从但总线提供动力的方法被称为“寄生电源“。作为替代电源，该DS18B20也可以使用连接到VDD 引脚的外部电源供电。 四．运用——测量温度 该DS18B20的核心功能是它是直接输出数字信号的温度传感器。该温度传 变频器外文翻译文献 (文档含中英文对照即英文原文和中文翻译) 外文: Converter reference design (1)Converter Selection: Selection to determine the frequency converter when the following points: 1) The purpose of a variable frequency; constant pressure to control or constant current control. 2) the load converter types such as leaves or pump volume pumps, with special attention to load the performance curve, the performance curve of the decision of the ways and means. 3) the frequency converter and load matching Voltage match: a rated voltage converter with a rated voltage line with the load. Current matches: ordinary pump, the rated current inverter and motor rated current match. For special load such as deep-water pumps, and so on need to refer to the electrical performance parameters to determine the most current inverter current and Guozainengli. Torque match: in this case constant torque load or slow down when the device may have occurred. 4) the use of high-speed motor drive inverter, because of the high-speed motor, anti-small, high harmonics lead to increased output current value increases. So for high-speed motor inverter Selection, its capacity to be slightly larger than the ordinary motor selection. 5) If the frequency converter to a long cable run, this time to take measures to curb the long cable to the impact of capacitive coupling, inadequate efforts to avoid converter, so in this case, the drive to enlarge the capacity of a file or the converter Output installed output reactor. 6) For the application of some special occasions, such as high temperatures, high altitude, at this time would cause the down converter capacity, the drive to enlarge the capacity of a block. An Automatic MechanotronicsHorizontal Cutter 机电一体化全自动横切机 1.Say after70's in20centuries the our country sun float the method glass technique invention,our country of float method glass,the industry develops quickly.Currently,the our country is the world is the biggest to float the method glass production country,2006our country of float method glass,the production line has more than160s totally,adopting among them our country the sun float method glass to float method glass technically,the production line has more than130s totally, floating the method glass total yield already more than454,000,000,and yield annually all significant increment.But our country the洛sun float the method glass technique material and other nations to compare automation degree still very low,has been being placed in the half auto half artificial appearance,raise completely our country the洛sun float method glass a technique a material level,developing whole lineses allied lock follow produce the technique have already forced in the eyebrow.Currently,our country the sun float method glass a technique a material to mainly be placed in a single machine dispersion control stage(or part of llied lock control),rush through super nations float method glass a technique a material level, have to raise first our country the automation function of the single machine equipments.Horizontal slice machine conduct and actions to float method glass cold carry to produce one of the on-line important equipmentses,its automation degree and incise accuracy will influence the finished product rate that the glass produces,we introduce a kind of machine electricity integral whole to turn here full-automatic horizontal slice machine 1、述自20世纪70年代我国洛阳浮法玻璃技术发明之后,我国的浮法玻璃工业迅速发展。目 前,我国是世界最大浮法玻璃生产国,2006年我国的浮法玻璃生产线共有160多条,其中采用我国洛阳浮法玻璃技术的浮法玻璃生产线共有130多条,浮法玻璃总产量已超过4.54亿重量箱,而且产量每年都大幅度增加。但我国洛阳浮法玻璃技术装备与其它国家相比自动化程度还很低,一直处在半自动半人工状态,全面提高我国洛阳浮法玻璃技术装备水平,开发全线联锁跟踪生产技术已迫在眉捷。目前,我国洛阳浮法玻璃技术装备主要处于单机分散控制阶段(或部分联锁控制),要赶超国际浮法玻璃技术装备水平,首先必须提高我国单机设备的自动化功能。横切机作为浮法玻璃冷端生产线上的重要设备之一,其自动化程度及切割精度将影响玻璃生产的成品率,在此我们介绍一种机电一体化全自动横切机(见图1)。 中英文资料对照外文翻译 基于网络共享的无线传感网络设计 摘要：无线传感器网络是近年来的一种新兴发展技术，它在环境监测、农业和公众健康等方面有着广泛的应用。在发展中国家，无线传感器网络技术是一种常用的技术模型。由于无线传感网络的在线监测和高效率的网络传送，使其具有很大的发展前景，然而无线传感网络的发展仍然面临着很大的挑战。其主要挑战包括传感器的可携性、快速性。我们首先讨论了传感器网络的可行性然后描述在解决各种技术性挑战时传感器应产生的便携性。我们还讨论了关于孟加拉国和加利 尼亚州基于无线传感网络的水质的开发和监测。 关键词：无线传感网络、在线监测 1.简介 无线传感器网络，是计算机设备和传感器之间的桥梁，在公共卫生、环境和农业等领域发挥着巨大的作用。一个单一的设备应该有一个处理器，一个无线电和多个传感器。当这些设备在一个领域部署时，传感装置测量这一领域的特殊环境。然后将监测到的数据通过无线电进行传输，再由计算机进行数据分析。这样，无线传感器网络可以对环境中各种变化进行详细的观察。无线传感器网络是能够测量各种现象如在水中的污染物含量，水灌溉流量。比如，最近发生的污染涌流进中国松花江，而松花江又是饮用水的主要来源。通过测定水流量和速度，通过传感器对江水进行实时监测，就能够确定污染桶的数量和流动方向。 不幸的是，人们只是在资源相对丰富这个条件下做文章，无线传感器网络的潜力在很大程度上仍未开发，费用对无线传感器网络是几个主要障碍之一，阻止了其更广阔的发展前景。许多无线传感器网络组件正在趋于便宜化（例如有关计算能力的组件），而传感器本身仍是最昂贵的。正如在在文献[5]中所指出的，成功的技术依赖于 多路温度采集系统外文翻译文献 多路温度采集系统外文翻译文献 (文档含中英文对照即英文原文和中文翻译) 译文： 多路温度传感器 一温度传感器简介 1.1温度传感器的背景 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自 18 世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎%80 的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度对于工业如此重要，由此推进了温度传感器的发展。 1.2温度传感器的发展 传感器主要大体经过了三个发展阶段：模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135 等；模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器，典型产品有LM56、AD22105 和 MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如 TC652/653)中还包含了A/D 转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别；智能温度传感器。能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D 转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。温度传感器的发展趋势。进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。 1.3单点与多点温度传感器 目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表。对于单点温测仪表，主要采用传统的模拟集成温度传感器，其中又以热电阻、热电偶等传感器的测量精度高，测量范围大，而得到了普遍的应用。此种产品测温范围大都在-200℃~800℃之间，分辨率12位，最小分辨温度在0.001~0.01 之间。自带LED显示模块，显示4位到16位不等。有的仪表还具有存储功能，可存储几百到几千组数据。该类仪表可很好的满足单个用户单点测量的需要。多点温度测量仪表，相对与单点的测量精度有一定的差距，虽然实现了多路温度的测控，但价格昂贵。针对目前市场的现状，本课题提出了一种可满足要求、可扩展的并且性价比高的单片机多路测温系统。通过温度传感器 DS18B20采集，然后通过C51 单片机处理并在数码管上显示，可以采集室内或花房中四处不同位置的温度，用四个数码管来显示。第一个数码管显示所采集的是哪一路，哪个通道；后三个数码管显示所采 Constant pressure water supply frequency changer The transistor frequency changer not only overcame has formerly exchanged velocity modulation many shortcomings, moreover the velocity modulation performance might compare favorably with the direct current motor velocity modulation performance. The three-phase asynchronous motor has the service to be convenient, merit and so on price small advantage, power and rotational speed adapt breadth, its frequency conversion velocity modulation technology in the miniaturization, the low cost and the redundant reliable aspect holds the obvious superiority. To the end of the 80's, the alternating current machine frequency conversion velocity modulation technology rapidly develops into a mature technology, it will supply the alternating current machine the labor frequency alternating current supply to turn direct current after the diode rectification, again by component and so on IGBT or GTR module counter will turn the alternating current supply which the frequency might move, will drive the electrical machinery by this power source to move under the speed change condition, and automatic suitable strain load condition. After it changed in the traditional industry the electrical machinery to start only can by the rated power, decide the rotational speed the sole movement way, thus achieved the energy conservation goal. The modern frequency conversion velocity modulation technology applies in the electric power water pump water supply system. Because the frequency conversion velocity modulation has the velocity modula -tion the physical characteristics well, efficiency high, velocity modulation scope -wide, precision high, adjusting character curve smooth, may continual realize, the steady velocity modulation, the volume small, the maintenance simple is conven -ient, the automated level higher a series of prominent merits but time people's favor. When it applies especially in the air blower, the water pump and so on the large capacity load, may obtain the energy conservation effect which other velocity modulation ways is unable to compare. The frequency conversion velocity modulation system main equipment is provides the frequency conversion power source the frequency changer, the frequency changer may divide into exchange - direct current - to exchange the frequency changer and the exchange - exchan 英文原文出自《Advanced Technology Libraries》2008年第5期 Robot Robot is a type of mechantronics equipment which synthesizes the last research achievement of engine and precision engine, micro-electronics and computer, automation control and drive, sensor and message dispose and artificial intelligence and so on. With the development of economic and the demand for automation control, robot technology is developed quickly and all types of the robots products are come into being. The practicality use of robot products not only solves the problems which are difficult to operate for human being, but also advances the industrial automation program. At present, the research and development of robot involves several kinds of technology and the robot system configuration is so complex that the cost at large is high which to a certain extent limit the robot abroad use. To development economic practicality and high reliability robot system will be value to robot social application and economy development. With the rapid progress with the control economy and expanding of the modern cities, the let of sewage is increasing quickly: With the development of modern technology and the enhancement of consciousness about environment reserve, more and more people realized the importance and urgent of sewage disposal. Active bacteria method is an effective technique for sewage disposal，The lacunaris plastic is an effective basement for active bacteria adhesion for sewage disposal. The abundance requirement for lacunaris plastic makes it is a consequent for the plastic producing with automation and high productivity. Therefore, it is very necessary to design a manipulator that can automatically fulfill the plastic holding. With the analysis of the problems in the design of the plastic holding manipulator and synthesizing the robot research and development condition in recent years, a economic scheme is concluded on the basis of the analysis of mechanical configuration, transform system, drive device and control system and guided by the idea of the characteristic and complex of mechanical configuration, 压力传感器 合理进行压力传感器的误差补偿是其应用的关键。压力传感器主要有偏移量误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差，本文将介绍这四种误差产生的机理和对测试结果的影响，同时将介绍为提高测量精度的压力标定方法以及应用实例。 目前市场上传感器种类丰富多样，这使得设计工程师可以选择系统所需的压力传感器。这些传感器既包括最基本的变换器，也包括更为复杂的带有片上电路的高集成度传感器。由于存在这些差异，设计工程师必须尽可能够补偿压力传感器的测量误差，这是保证传感器满足设计和应用要求的重要步骤。在某些情况下，补偿还能提高传感器在应用中的整体性能。 本文以摩托罗拉公司的压力传感器为例，所涉及的概念适用于各种压力传感器的设计应用。 摩托罗拉公司生产的主流压力传感器是一种单片压阻器件，该器件具有 3 类： 1.基本的或未加补偿标定； 2.有标定并进行温度补偿； 3.有标定、补偿和放大。 偏移量、范围标定以及温度补偿均可以通过薄膜电阻网络实现，这种薄膜电阻网络在封装过程中采用激光修正。 该传感器通常与微控制器结合使用，而微控制器的嵌入软件本身建立了传感器数学模型。微控制器读取了输出电压后，通过模数转换器的变换，该模型可以将电压量转换为压力测量值。传感器最简单的数学模型即为传递函数。该模型可在整个标定过程中进行优化，并且模型的成熟度将随标定点的增加而增加。 从计量学的角度看，测量误差具有相当严格的定义：它表征了测量压力与实际压力之间的差异。而通常无法直接得到实际压力，但可以通过采用适当的压力标准加以估计，计量人员通常采用那些精度比被测设备高出至少 10 倍的仪器作为测量标准。 由于未经标定的系统只能使用典型的灵敏度和偏移值将输出电压转换为压 力，测得的压力将产生如图 1 所示的误差。 这种未经标定的初始误差由以下几个部分组成： a.偏移量误差。由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定，因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。 b.灵敏度误差，产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数（见图 1）。如果灵敏度低于典型值，那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。 分辨率可编程单总线数字温度传感器—— DS18B20 1 概述 1.1 特性： ?独特的单总线接口，只需一个端口引脚即可实现数据通信 ?每个器件的片上ROM 都存储着一个独特的64 位串行码 ?多点能力使分布式温度检测应用得到简化 ?不需要外围元件 ?能用数据线供电，供电的范围3.0V～5.5V ?测量温度的范围：-55℃～+125℃（-67℉～+257℉） ?从-10℃～+85℃的测量的精度是±0.5℃ ?分辨率为9-12 位，可由用户选择 ?在750ms 内把温度转换为12 位数字字（最大值） ?用户可定义的非易失性温度报警设置 ?报警搜索命令识别和针对设备的温度外部程序限度（温度报警情况） ?可采用8 引脚SO（150mil）、8引脚μSOP和3引脚TO-92 封装 ?软件兼容DS1822 ?应用范围包括：恒温控制、工业系统、消费类产品、温度计和任何的热敏系统 图1 DS18B20引脚排列图 1.2 一般说明 DS18B20数字温度计提供9至12位的摄氏温度测量，并具有非易失性的用户可编程触发点的上限和下限报警功能。DS18B20为单总线通信，按定义只需要一条数据线（和地线）与中央微处理器进行通信。DS18B20能够感应温度的范围为-55~+125℃，在-10~+85℃范围内的测量精度为±0.5℃，此外，DS18B20 可以直接从数据线上获取供电（寄生电源），而不需要一个额外的外部电源。 每个DS18B20都拥有一个独特的64位序列号，因此它允许多个DS18B20作用在一条单总线上，这样,可以使用一个微处理器来控制许多DS18B20分布在一个大区域。受益于这一特性的应用包括HAVC 环境控制、建筑物、设备和机械内的温度监测、以及过程 监测和控制过程的温度监测。 毕业设计--基于PLC的变频调速恒压供水系统（含外文翻 译） 山东科技大学学士学位论文摘要 摘要 本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统, 并利用组态软件开发良好的运行管理界面。变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。 本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。 关键词:变频调速，恒压供水，PLC，组态软件 山东科技大学学士学位论文 ABSTRACT ABSTRACT According to the requirement of China's urban water supply, this paper designs a set of water supply system of frequecey control of constant voltage based on PLC, and have developed good operation management interface using Supervision Control and Data Acquisition.The system is made up of PLC, transducer,units of pumps,pressure sensor and control machine and so on. 中英文对照外文翻译文献 (文档含英文原文和中文翻译) By integration of machinery development The modern science and technology unceasing development, impelled different discipline intersecting enormously with the seepage, has caused the project domain technological revolution and the transformation, in mechanical engineering domain, because the microelectronic technology and the computer technology rapid development and forms to the mechanical industry seepage the integration of machinery, caused the mechanical industry the technical structure, the product organization, the function and the constitution, the production method and the management system has had the huge change, caused the industrial production to enter into “the integration of machinery” by “the machinery electrification” for the characteristic development phase. First, the integration of machinery outline Integration of machinery is refers in the organization new owner function, the power function, in the information processing functio n and the control function introduces the electronic technology, u nifies the system the mechanism and the computerization design and the software which constitutes always to call. Basic knowledge of transducers A transducer is a device which converts the quantity being measured into an optical, mechanical, or-more commonly-electrical signal. The energy-conversion process that takes place is referred to as transduction. Transducers are classified according to the transduction principle involved and the form of the measured. Thus a resistance transducer for measuring displacement is classified as a resistance displacement transducer. Other classification examples are pressure bellows, force diaphragm, pressure flapper-nozzle, and so on. 1、Transducer Elements Although there are exception ,most transducers consist of a sensing element and a conversion or control element. For example, diaphragms,bellows,strain tubes and rings, bourdon tubes, and cantilevers are sensing elements which respond to changes in pressure or force and convert these physical quantities into a displacement. This displacement may then be used to change an electrical parameter such as voltage, resistance, capacitance, or inductance. Such combination of mechanical and electrical elements form electromechanical transducing devices or transducers. Similar combination can be made for other energy input such as thermal. Photo, magnetic and chemical,giving thermoelectric, photoelectric,electromaanetic, and electrochemical transducers respectively. 2、Transducer Sensitivity The relationship between the measured and the transducer output signal is usually obtained by calibration tests and is referred to as the transducer sensitivity K1= output-signal increment / measured increment . In practice, the transducer sensitivity is usually known, and, by measuring the output signal, the input quantity is determined from input= output-signal increment / K1. 3、Characteristics of an Ideal Transducer The high transducer should exhibit the following characteristics a) high fidelity-the transducer output waveform shape be a faithful reproduction of the measured; there should be minimum distortion. b) There should be minimum interference with the quantity being measured; the presence of the transducer should not alter the measured in any way. c) Size. The transducer must be capable of being placed exactly where it is needed.传感器技术论文中英文对照资料外文翻译文献
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