浙大工业过程控制15传热设备控制

浙江大学“过程装备与控制工程”专业简介--过程装备与控制工程专业（化工过程机械）1. “过程装备与控制工程”专业处于什么地位？2. “过程装备与控制工程”专业主要学习什么？3. “过程装备与控制工程”专业学生的就业前景如何？4. “过程装备与控制工程”专业研究生招生规模如何？5. “过程装备与控制工程”专业毕业的学生适合出国吗？6. “过程装备与控制工程”专业课程设置？7. “过程装备与控制工程”专业师资情况？8. “过程装备与控制工程”教学情况？9. “过程装备与控制工程”实验情况？10. “过程装备与控制工程”专业学生能够获得哪些方面的锻炼？FAQ1.“过程装备与控制工程” 专业处于什么地位？浙江大学“过程装备与控制工程”专业是国家重点学科、国家特色专业，前身是“化工设备与机械”专业。

专业成立于1953年，在国内高校中开创了多个第一，已成为我国过程装备与控制工程高层次复合型人才培养和科技创新的基地。

1961年开始招收培养研究生；1981年获首批博士学位授予权；1986年首批设立博士后流动站；1996年国家首批211工程重点建设学科。

1998年根据教育部专业调整，将化工设备与机械专业建设改造为过程装备与控制工程专业，并于1999年开始按新专业名称招生。

2001年被评为本学科首个国家重点学科，2008年被列为首批国家特色专业。

2．“过程装备与控制工程”专业主要学习什么？“过程装备与控制工程”专业立足于国民经济发展的支柱企业，以流程工业为对象，系统地学习这些流程工业过程中各主要装备的设计、制造与控制基础，融化工、机械、力学、材料、信息与控制等专业于一体，致力于解决社会发展、经济建设和国家安全中的前沿性重大科技问题。

3.“过程装备与控制工程”专业学生的就业前景如何？“过程装备与控制工程”专业的毕业生在人格品质、创新精神和适应能力等方面都有出色表现，受到社会各界的广泛认同，需求旺盛，供不应求，一次性就业率年年100%，读研率和出国率之和接近50%。

实验报告课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 杨国成 成绩：__________________ 实验名称：传热综合实验 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得横管对流传热系数的测定1 实验目的：1.1 掌握空气在普通和强化传热管内的对流传热系数的测定方法，了解影响传热系数的因素和强化传热的途径。

1.2 把测得的数据整理成nB N Re u 形式的准数方程式，并与教材中相应公式进行比较。

1.3 了解温度、加热功率、空气流量的自动控制原理和使用方法。

2 装置与流程：2.1 实验装置如图1所示：图1.装置示意图专业：姓名： 学号：日期： 2015.12.04地点： 教十12062.2 流程介绍：实验装置由蒸汽发生器、孔板流量变送器、变频器、套管换热器及温度传感器、智能显示仪等构成。

空气—水蒸气换热流程：来自蒸汽发生器的水蒸气进入套管换热器，与被风机抽进的空气进行热交换，冷凝水经排出阀排入盛水装置。

空气经孔板流量计进入套管换热管内（紫铜管），流量通过变频器调节电机转速达到自动控制，热交换后从风机出口排出。

本实验中，普通管和强化管实验通过管路上的切换阀门进行切换。

2.3 横管对流传热系数测定实验数据符号说明表：名称符号 单位 备注冷流体流量 V紫铜管规格： Φ19mm ×1.5mm ， 即内径为16mm ， 有效长度为1020mm ， 冷流体流量范围： 3~18 m^3/h冷流体进口温度 t 1 ℃ 普通管冷流体出口温度 t 2 ℃ 强化管冷流体出口温度 t 2’℃ 蒸汽发生器内蒸气温度 T 1 ℃ 普通管热流体进口端壁温 T W1 ℃ 普通管热流体出口端壁温 T W2 ℃ 普通管外蒸气温度 T ℃ 强化管热流体进口端壁温 T W1 ‘ ℃ 强化管热流体出口端壁温 T W2 ’ ℃ 强化管外蒸气温度T ’℃3 基本原理：间壁式换热器：冷流体之间有一固体壁面，两流体分别在固体壁面的两侧流动，两流体不直接接触，通过固体壁面进行热量交换。

过程控制工程_16传热设备的控制传热设备的控制是过程控制工程中的一个重要领域。

传热设备的控制主要是通过调节流体的流量、温度和压力等参数，以实现传热设备的优化运行和能量效率的提高。

传热设备的控制可以分为两个层面：设备自身的控制和整个传热系统的集成控制。

设备自身的控制主要是通过控制设备内部的温度、压力和流量等参数来实现设备的稳定运行和优化性能。

整个传热系统的集成控制则是通过协调不同传热设备之间的工作，以实现整个传热系统的高效运行。

设备自身的控制主要包括温度控制和压力控制。

温度控制是通过调节传热设备的加热或冷却功率，以维持设备内部的温度在设定的范围内。

温度控制可以采用两种方法：开环控制和闭环控制。

开环控制是根据设备的特性和传热介质的温度变化规律来设定加热或冷却功率。

闭环控制则是根据设备内部的温度传感器的反馈信号来调节加热或冷却功率。

压力控制是通过调节传热设备的进出口阀门的开度，以控制设备内部的压力在设定的范围内。

整个传热系统的集成控制主要包括流量控制和传热介质的选择。

流量控制是通过调节传热设备的进出口阀门的开度和泵的转速等参数，以控制传热介质的流量。

流量控制可以采用开环控制和闭环控制的方法，根据传热介质的特性和系统的要求来决定具体采用哪种方法。

传热介质的选择是根据系统的需要和传热设备的特性来确定的。

不同的传热介质有不同的传热性能和成本，需要根据实际情况来选择合适的传热介质。

传热设备的控制还涉及到能量效率的提高。

传热设备通常会伴随能量损失，通过优化传热设备的控制参数和工作条件，可以减少能量损失，提高能量效率。

例如，可以通过控制传热设备的进出口温度差和流量，来减小能量损失。

另外，还可以通过增加传热表面积和改善传热介质的流动状态，来提高传热设备的传热效率。

传热设备的控制也需要考虑安全和保护设备的因素。

传热设备通常会涉及到高温、高压和易燃易爆等危险因素，需要采取相应的措施来确保设备的安全运行。

例如，可以安装温度和压力传感器，以实时监测设备的工作状态，一旦超出设定的安全范围，及时采取措施停机或减少工作负荷等。

典型操作单元的控制传热设备的控制操作单元控制传热设备的控制一、目的为保证产品质量、提高设备利用率，确保设备稳定运行，特制定本操作控制方案。

二、操作依据1. 《传热设备操作手册》2. 《传热设备维护保养标准》三、操作要求1. 设备操作人员应经过专业培训，熟知传热设备的操作流程和维护保养要求。

2. 对传热设备进行定期检查和维护，确保设备状态良好。

3. 严格按照设备操作手册要求进行操作，不得擅自更改操作参数。

4. 在操作传热设备时，应保持设备周围环境整洁，防止杂物进入设备。

四、操作步骤1. 启动前检查a. 核对传热设备的各个操作参数，确保无误。

b. 检查传热设备的供电情况，确保电源正常。

c. 检查与传热设备相关的设备和管道连接是否牢固，无漏气漏水现象。

2. 启动操作a. 按照设备操作手册要求，打开设备电源开关。

b. 设置传热设备运行参数，如温度、压力等。

3. 运行监控a. 定期观察传热设备的运行状态，确保设备运行正常。

b. 定期检测传热设备的温度、压力等参数，确保在安全范围内。

4. 停止操作a. 当传热设备需要停止运行时，按照设备操作手册要求进行操作。

b. 停止供电并关闭设备操作界面。

五、注意事项1. 在操作传热设备时，应严格按照设备操作手册的要求进行操作。

2. 发现传热设备运行异常情况时，应立即停止设备运行，并及时报告维修人员。

3. 断电时应先关闭设备操作界面的各种参数设置，确保设备运行参数清零。

4. 操作完毕后，应对传热设备及周边环境进行清理，保持设备整洁。

六、附：操作记录表日期：__________操作人员：___________操作内容：___________很抱歉，我目前还无法生成长篇内容。

如果您需要，我可以帮您概括操作单元控制传热设备的相关内容。

传热设备的控制摘要在工业生产过程中，传热设备的控制是保证设备性能和生产效率的关键。

本文将介绍传热设备的控制原理、常用控制方法以及控制策略的优化。

引言传热设备是将能量从一个物体传递到另一个物体的装置。

在许多工业生产过程中，传热设备被广泛应用，如锅炉、换热器、蒸发器等。

传热设备的控制对于保证设备的正常运行和提高生产效率至关重要。

传热设备的控制原理传热设备的控制原理主要基于传热过程的特性和环境要求。

传热过程主要包括传导、对流和辐射。

在控制传热设备时，需要考虑以下几个方面：1.温度控制：传热设备的温度是控制的关键指标。

根据实际需求，可以通过调整供热、制冷、流体流量等参数来实现温度的控制。

2.热传导控制：热传导是传热设备中的一种主要传热方式。

通过选择合适的材料和设计传热面积来控制热传导的速率。

3.热对流控制：热对流是通过流体介质进行热传递的方式。

控制流体的流速、流量和流路等参数可以实现热对流的控制。

4.热辐射控制：在一些特殊的传热设备中，热辐射也是一种重要的传热方式。

通过选择合适的材料和控制辐射表面的温度来控制热辐射的效果。

传热设备的常用控制方法传热设备的控制方法多种多样，根据具体的设备和应用需求选择适合的控制方法可以提高设备的效率和可靠性。

以下是一些常用的传热设备控制方法：1.开闭环控制：开闭环控制是传热设备常用的控制方法之一。

闭环控制通过将传感器的反馈信号与设定值进行比较，调整执行机构的工作状态，从而实现对传热设备的控制。

开环控制则是根据预先设定的规律对传热设备进行控制，不考虑反馈信息。

2.PID控制：PID控制是一种常见的控制策略，用于控制传热设备的温度。

PID控制器通过测量温度、计算误差、积分误差和微分误差，并根据权重系数来调整控制信号，以实现温度的稳定控制。

3.模糊控制：模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，适用于复杂的传热设备控制问题。

模糊控制器根据事先设定的模糊规则和输入输出关系，通过模糊推理来实现对传热设备的控制。

浙江大学突出方面：1、高速旋转机械高速旋转机械中70％以上的故障与不平衡、不对中、油膜振荡及支承刚度不适合有关，以这些故障为主要对象，研究故障发生机理、故障诊断分析和预测、系统状态监控等技术以及故障在线自动修复的方法和执行机构。

同时研究大型高速旋转机械的结构、强度等问题以及叶片碎裂时的瞬态冲击过程和机匣包容技术。

2、过程装备节能与环保技术研究过程装备结构与传热、传质、反应和能耗间的定量关系，建立新理论、新工艺，开发新型、高效、节能、安全的化机电一体化过程装备。

重点研究海水淡化新技术、压缩机关键技术、噪声源识别和控制技术、过程强化技术。

3、程装备数字化设计与控制技术研究过程装备现代设计理论与方法，复杂系统的建模、仿真和优化技术，概念设计技术，虚拟样机性能评价技术，逆向工程技术，先进管理及信息化技术和控制技术。

4、能源装备与安全技术研究大型石油储罐、油气长输管道、城市燃气管道和氢能源设备泄漏、火灾、爆炸等事故的发生机理和动力学演化过程，揭示事故发生发展的规律，建立剩余寿命预测方法和风险评估方法；研究集监测、控制和管理为一体的综合集成、高度信息化的重大事故预警系统和应急救援指挥决策系统；研究在线损伤识别、模型修正、健康诊断监测技术；研究重大事故虚拟仿真技术、安全状况全过程跟踪管理互联网络技术。

5、过程装备瞬态技术以重大军工、国家自然科学基金等为依托，重点研究高速撞击、强爆炸等强动载荷作用下，瞬态流体机械、超高速包容设备、爆炸容器等装备的动力响应特性、失效机理和预防技术、创新设计理论，研制拥有自主知识产权的瞬态过程装备。

代表教授：1、郑津洋研究领域：1、先进能源承压设备氢能储输技术和装备氢安全城市燃气管道（聚烯烃管道、复合管道）油气长输管道2、极端承压设备高压容器深冷容器爆炸容器3、承压设备现代设计理论和方法缠绕式承压设备优化设计承压设备全寿命数字化设计有色金色压力容器承压设备轻量化代表研究领域：主持863重点项目课题、863目标导向课题、973课题、国家自然科学基金等国家级课题12项，美国运输部（DOE）重点课题1项，“教育部新世纪优秀人才支持计划”项目、教育部博士点基金、省重大科研项目等省部级课题15项，重大横向课题4项，代表性的有：1、国家高技术研究发展计划(863计划)重点项目课题. 极端条件下重大承压设备风险评价与寿命预测关键技术研究（2009AA044801）2、国家重点基础研究发展计划（973计划）课题. 高密度车载储氢新体系及其安全性预测理论研究（2007CB209706）3、国家科技支撑计划课题.聚乙烯管道缺陷检测和损伤评价关键技术研究(2006BAK02B01-03)4、国家公益性行业专项经费项目. 车用纤维缠绕高压氢气瓶标准基础研究(10-131)5、国家自然科学基金面上项目. 复合材料圆柱形容器在内爆炸载荷作用下的损伤演化和寿命研究（50875236）6、国家高技术研究发展计划“863计划”目标导向课题.高压容器储氢技术和装备(2006AA05Z143)7、Safety Issues Related to Transport and Storage of Hydrogen Fuels in Northern Climates(US DOT DTOS59-06-G-00048)8、中国国际海运集装箱（集团）股份有限公司. 奥氏体不锈钢应变强化低温容器（深冷储罐、深冷罐车、深冷集装箱）2、郑传祥研究领域：研究方向为复合材料结构压力容器。

传热设备的控制培训教案一、培训目标通过本次培训，学员将会掌握以下知识和技能：1.了解传热设备的基本工作原理2.熟悉传热设备的常见控制方法3.掌握传热设备的控制策略4.学会使用常见的传热设备控制工具和软件二、培训内容2.1 传热设备的基本工作原理传热设备是用来传递热量的设备，常见的传热设备包括换热器、蒸汽锅炉、加热炉等。

在本节中，我们将学习传热设备的基本工作原理，包括传热方式、传热系数等基本概念。

2.2 传热设备的常见控制方法在实际工程中，为了保证传热设备的安全运行和高效运行，常常需要对传热设备进行控制。

本节将介绍传热设备的常见控制方法，包括温度控制、压力控制、流量控制等。

2.3 传热设备的控制策略传热设备的控制策略是根据工艺要求和设备特点制定的。

本节将介绍传热设备的控制策略，包括开环控制、闭环控制、PID控制等。

2.4 传热设备的控制工具和软件为了更好地实现传热设备的控制，我们可以使用一些控制工具和软件。

本节将介绍常见的传热设备控制工具和软件，包括仪表、自动控制系统、模拟软件等。

三、培训方式本次培训将采用多种教学方法，包括讲解、案例分析、小组讨论等形式。

通过结合理论和实践，帮助学员更好地理解和掌握传热设备的控制知识和技能。

四、培训时间安排本次培训预计为期两天，具体时间安排如下：•第一天：上午 9:00-12:00，下午 1:00-5:00•第二天：上午 9:00-12:00，下午 1:00-4:00五、培训师资本次培训由以下专业人员担任讲师：•张三，传热设备工程师，有多年传热设备控制经验六、培训评估为了评估学员的培训效果，将采用以下方式进行培训评估：1.学员满意度调查2.培训结束后进行知识测试3.参观实际传热设备，并要求学员进行实际操作七、培训资料准备为了保证培训效果，将为学员提供以下培训资料：1.传热设备控制的教材和讲义2.相关实例和案例分析3.传热设备控制工具和软件的使用手册八、培训后续支持培训结束后，学员仍可以获得后续支持，包括咨询服务、培训资料的提供以及相关技术交流平台的介绍等。

4.2 传热设备的控制方案4.2.1 绪论传热过程在工业生产中应用极为广泛，有的是为了便于工艺介质达到生产工艺所规定的温度，以利于生产过程的顺利进行，有的则是为了避免生产过程中能量的浪费。

在实现传热过程的各种设备中，蒸汽加热的浪费最多。

目前，蒸汽加热换热器的控制仍采用传统的PID 控制，以加热蒸汽的流量作为调节手段，以被加热工艺介质的出口温度作为被控量构成控制系统[1]。

工业生产过程中，由于热量交换的设备称为传热设备。

传热过程中冷热流体进行热量交换时可以发生相变或不发生相变。

热量的传递可以是热传导、热辐射或热对流。

实际传热过程中通常是几种热量传递方式同时发生。

传热设备简况见表2-1。

表2-1 传热设备传热设备的特性应包括传热设备的静态特性和传热设备的动态特性。

静态特性设备输入和输出变量之间的关系；动态特性是动态变化过程中输入和输出之间的关系。

下面以换热器为例简单介绍一下传热设备的基本原理。

4.2.2 换热器简介（1）换热器静态特性的基本方程式①热量衡算式图2-1所示为换热器的基本原理。

图4。

2-1 换热器的基本原理由于换热器两侧没有发生相变，因此，可列出热量衡算式G2c2(θ2i-θ2o)=G1c1(θ1o-θ1i) (2-1) 式中，下标1表示冷流体参数，2表示在热流体参数。

②传热速率方程式换热器的传热速率方程式为 q=UA mΔθm (2-2)式中，Δθm是平均温度差，对单程、逆流换热器，应采用对数平均式，表示为(2-3) 但在大多数情况下，采用算术平均值已有足够精度，其误差小于5%。

算术平均温度差表示为(2-4)③换热器静态特性的基本方程式根据热量平衡关系，将式(2-4)代入式(2-2)，并与式(2-1)联立求解，得到换热器静态特性的基本方程式(2-5) 假设换热器的被控变量是冷流体的出口温度θ1o，操纵变量是载热体的流量G2，则式(2-5)可改写为(2-6)（2）换热器传热过程的动态特性在工业生产中，生产负荷常常是在一定范围内不断变化的，由此决定了传热设备的运行工况必须不断调节以与生产负荷变化相适应。