MPCE实验装置列管式换热器系统建模与控制算法研究的任务书任务书课题名称：MPCE实验装置列管式换热器系统建模与控制算法研究任务背景及意义：换热器是化工生产中常见的设备，广泛应用于热传递、冷却、蒸发、浓缩等过程。其中，列管式换热器因其结构简单、易于维护和操作等特点，受到了广泛的关注和应用。随着工业自动化的不断进步，更加高效、准确的换热控制方式得到了人们的重视，在实际生产中得到了广泛的应用。本课题旨在研究MPCE实验装置列管式换热器的建模方法与控制算法，实现对换热过程的精确控制，提高换热效率和生产效益。研究内容：1.列管式换热器的建模通过对列管式换热器的管壳两相传热模型进行建模，得到系统传热、温度变化规律等参数，实现对换热器系统的数学描述。2.列管式换热器的控制算法设计采用PID控制算法，结合换热器回路的特点，设计合适的控制算法，实现对换热器系统的温度控制和控制精度的提高。3.实验验证与分析利用MPCE实验装置进行实验验证，并对实验结果进行分析和评价。根据实验结果调整模型和控制算法参数，提升模型的准确性和控制效果。预期成果：1.列管式换热器的建模方法和模型参数。2.列管式换热器的控制算法和算法参数。3.列管式换热器实验验证结果及数据分析。研究方法：1.文献调研法，了解列管式换热器的相关知识和研究现状。2.数学建模法，采用微积分、物理学、热力学等相关理论，对列管式换热器的管壳两相传热模型进行建模。3.控制算法设计法，结合换热器回路的特点和控制需求，设计合适的PID控制算法，并确定算法参数。4.实验验证法，利用MPCE实验装置进行实验验证，收集数据并进行分析。研究进度计划：1.完成文献调研，熟悉列管式换热器的相关知识和研究现状，确定研究方向和内容。预计时间：1个月。2.进行列管式换热器管壳两相传热模型的建模，包括建立传热方程和数值解析。预计时间：2个月。3.设计PID控制算法，包括算法框图、控制器参数选择和调整等。预计时间：2个月。4.进行实验验证，收集数据并进行分析。根据实验结果对模型和算法进行调整和改进。预计时间：3个月。5.撰写课题研究报告，并进行成果展示和总结。预计时间：2个月。参考文献：1.黄志刚.列管式换热器传热传质特性研究[D].上海大学,2017.2.YinWeifeng,ZhangPeiyu.ResearchonintelligentcontrolsystemforplateandframeheatexchangerbasedonPLCandPID[J].ProcediaEngineering,2014,79:440-445.3.WenHongyu,HuangZhanhua.Researchondecouplingcontrolalgorithmforheatexchangerinwastewaterevaporationprocess[J].EngineeringScience,2020,2:55-62.