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热电供热管网设计论文文献

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热电供热管网设计论文文献

这应该到让威客来做,这里肯定不行了。

热电企业经营管理论文

1热电企业常见的经营管理问题

发展基础薄弱

任何一个企业的经营管理工作都是以令企业获得更好的发展为目的的,但对我国绝大多数的热电企业来说,在发展的基础上就存在先天不足,这为企业的经营管理带来了很大的困难。热电企业发展基础的薄弱体现在两方面,一方面是心态上缺乏发展意识,另一方面是实力上缺乏发展资本。从心态上来看,许多热电企业的经营者仍没有脱离计划经济的思维形态,将热电企业的发展定位在单纯的生产供应上,这对开拓热电市场、优化运营质量、提升企业效益都是不利的。这类问题的具体体现就是在制定经营管理策略时重内轻外,重量轻质,在经营决策的大方向上产生失衡。从实力上来看,首先热电企业在企业类型上就属于资金密集型,同时进行供电和供热的系统设备需要大量的资金投入,而且需要很长的周期才能得到投资回报,换言之,我们很难有资本进行后期的扩建工作。因此如果不能在建设初期就对未来市场做出预期,在目前的建设期为未来的发展需求打下基础,那面对日后愈发增长的市场需求,热电企业的发展形势将非常严峻。

管理工作混乱

热电企业管理工作的混乱原因有二,其一是投资主体过于多元化,其二是供热供电的双重系统。投资主体引发的管理混乱源自多投资主体下技术力量和管理机构的失衡。以部局所属的各个热电厂为例,这些热电厂基本都具备很强的技术力量,但都没有系统的领导管理机构,充裕的技术力量得不到有效使用,造成了极大的资源浪费。双重系统引起的管理混乱来自部分由普通电力企业转型的热电企业,这些企业原本只有针对电力系统的管理体系,在增加了热力供应系统后没能及时改进管理体系,管理人员对热力供应方面的管理不了解,导致热力供应系统的管理出现了许多空白和错漏之处。

外部矛盾突出

市场供求的变化令外部因素对热电企业经营管理的影响增大了,一系列的外部矛盾使得许多热电企业在经营管理上很难跟上这种外部变化,这其中最典型的问题就是网、厂之间的矛盾。热电企业在所有权上通常归地方所有,各个网公司也往往有参股或控股,而市场供求的变化影响着这些所有者的心态,举例来说,当市场上的电力紧缺时,电网会近乎盲目地需求热电企业,但一旦市场对电力的需求下降,这些所有者基本都会优先考虑自身所有的电厂。这种情况下,同时负责电力和热力供应的热电企业往往不被看好,这就引起了许多热电企业不敢发展,甚至不敢踏入市场的问题。技术理念落后我国的热电企业在生产技术和经营管理理念上都称不上先进。从技术上来看,仍以小火电技术为主,效率较低,而且供热能效低下,自动化设备基本没有,这种技术上的落后极大制约了热电企业的发展,也令经营管理缺乏必要的实力基础。从经营管理理念上来看,仍将供电系统物流工程与技术中国市场2014年第40期(总第803期)和供热系统看作两个完全分立的系统来管理,不仅缺乏管理效率,而且在管理体系的建立上颇多生硬、矛盾之处,人员冗杂、制度混乱。

2热电企业可行的经营管理措施

为了尽可能规避和解决上述种种问题,有必要先行准备对策,这些对策会以具体措施的形式贯彻进企业的经营管理中。虽然具体的措施很多,但大体来说可以分为以下四方面。

引进科学理念,夯实发展基础

将市场经济下的新型管理理念与原本的热电企业经营理念结合起来,从原本的生产供应管理转变为生产目标管理。通过为整个热电厂制定生产方针和经营目标提升企业的发展意识,制定科学合理的奖惩措施,刺激企业员工的工作积极性。此外,要夯实企业的基础,为未来的发展做好准备。具体来说,在热电厂的初期建设阶段就要对未来的发展状况做出预测,于建设期做好基础建设以应对日后增加的市场需求,避免热电厂完工投产后无力扩建,面对增长的热电市场需求有心无力的现象。

优化管理体系,提高生产效率

热电企业应该对热点厂的具体情况做出详细的调研,根据其生产需求、生产条件、技术实力制定专门的管理体系。这样一来既能避免人员冗杂情况,又能高效利用起现有的各项资源,实现生产资源的优化再分配。调研中确定多余的人员、设备、机构等要予以裁撤或重分配,以此提高热电企业总体的生产效率。此外,管理体系的制定要实现科学化,尤其是针对热电企业同时具备供电系统和供热系统的特点,可以学习国外的先进经验,尽早促进热电企业双系统管理体系的融合,改变以往各自为政的.低效管理现象。

加强对外交流,缓和市场矛盾

对市场动向的不敏感是热电企业的经营管理受市场矛盾的主要因素,因此热电企业的经营管理人员有必要提高自身对市场动向的敏感性。为此,必须采取多种措施加强对外交流。在内部体制上,设立专门的市场部门,专责调查市场动向并根据市场变化及时向经营管理人员提供意见,让热电企业能够随时依照市场特点调整经营决策;在外部窗口上,建立电子商务平台,透过该平台一方面强化市场和企业的彼此了解;另一方面降低管理运营的必要成本,抑制资金的流失现象,同时,电子商务平台在业务上的高效率能够增强热电企业的市场竞争力,一定程度上削弱市场竞争激烈时期热电企业的负面条件。

更新生产技术,增强生产质量

只有从根本上增强了热电企业的实力,经营管理工作才能顺利展开,为此必须对目前过于落后的生产技术加以更新。具体而言,引进的新技术要能降低燃料、成本的消耗,提升供电和供热效率,举例来说,发电机组与锅炉要选用温度、压力尽可能高的型号,如果锅炉在用煤效率、煤种适性方面有优势更佳;引入对整个热电系统有优化作用的系统型优化技术,比如抽背结合,令机组的工作状态和自我调节功能得到优化;热力管网系统的自控效能需要进一步提升,尽量将中间损失降到最低水准;引入部分以蒸汽作为动力的必要设备,包括风机、给水泵等,尽量将热电厂的用电率降低;在供热方面争取实现冷却水供热,既可以避免水资源的浪费又可以令总体的综合热效率得到提升;为了令热能的转换效率得到最大限度地提升,尽可能使用具有高效特征和节能特征的板式换热器;以热泵技术进行电厂的余热回收。

3热电企业经营管理的未来展望

信息化的普及是这个信息时代的必然结果,考虑到经营管理信息化在管理能效方面的巨大价值以及未来的总体发展趋势,有必要在当前的热电厂建设时期将经营管理信息系统的建设纳入设计考虑。具体来说,可以根据热电厂未来的预期需求和确定的生产经营条件建立数据库,通过数据库营建出生产经营用的管理模型,将这个模型实际反映成连接整个热电厂的信息管理系统。这样一来,只要热电厂一完工,该信息系统立刻就能投入使用,实现经营管理的系统化、信息化、网络化、动态化,更能及时发现初投产的各项细节问题,及时做出调整,对热电企业生产效率的提升具有很强的正面意义。同时,这种信息化经营管理模式也会是未来整个热电行业的发展方向。

4结论

市场经济带来的是不断动态变化的市场,在这种市场形势的压力下,想设计一套永远适用的万能经营管理模式是不可能的。市场的需求变化、科技的不断进步、企业的自身发展、生产条件的改变等都会对经营管理带来不同程度的影响,因此热电企业的经营管理人员必须保持敏锐的感官,随时监测经营管理的各项影响因素,并依照影响因素的具体变化及时调整经营管理工作的细节。只有从热电厂的初期运营阶段就将这种动态化的经营管理理念贯彻进日常的工作中去,才能令建设完毕的热电厂散发出勃勃的生机,迈出现代化经营的第一步。

一、供热系统消耗能量的环节和评估1.供热系统消耗能量的环节供热系统由热源反热能送达热用户,一般都要经过热制备、转换、输送和用热这几个环节。我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料(煤、油、气)的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵(循环水泵、补水泵和加压泵);它们耗用的能源是燃料、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式(包括恶化真空)供热机组排(抽)汽通过热能转换装置(通常称为首站热交换器)传递给热网系统;首站是供热系统的热源,主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热;通常可能用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热能输送由热网承担,供热管道由钢管、保温层和保护层组成,其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温效果和保热程度;热网补水率来表示热网水泄漏的程度。在热网管线上有时还设置中间加压泵,以降低和改善系统水力工况(设置在非空载干线上,还能节省输送电耗),它的能量消耗设备是水泵,可用单位供热量的耗电量来评定耗能水平。 毕业论文 能量转换是通过热力站交换器把一级网的热能传递给二级网,并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源,主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。它们耗用的能源是一级网高温水/蒸汽、电力、水和热;通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。用热环节即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖(为简化分析只谈最大热用户)。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度;其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。2.系统热耗的估计供热系统从热制备→转换→输送→用热环节的能量进入和输出必须相等,即:输入能量=可用能量+∑能量损失能源利用率=可用能量/输入能量可以这样认为:供热系统是由多个子系统组成。热用户是终端,采暖散热器是终端用热设备。热力站、二级网和终端组成二级网子系统,热力站热交换器成为该子系统的能量转换点,一级网水则为它的热源。锅炉房(或热电厂首站),一级网和热力站组成一级网子系统,热力站是该子系统的热用户,锅炉受热面(或首站热交换器)成为能量转换设备,锅炉(或热电厂流经汽机制蒸汽)是热源。锅炉本体(或热电厂)自成一个子系统,称为热源子系统。若设采暖散热器耗为NO,二级网管路热损失为E1,泄露漏热损失E2,热力站内热损失E3,二级网管路热损失为E4,泄漏热损失E5,锅炉房(首站)内热损失E6。输入能量是燃料热N3,能量损失包括化学不完全燃烧损失E7、固体不完全燃烧损失E7、飞灰热损失E8、灰渣热损失E9,排烟热损失E10、(热电厂还应增加一项;供热分担的厂内热损失E11),输出则是二级网子系统的输入能量N2。 毕业论文 则:一级网子系统的输入热量N1=NO+E1+E2+E3一级网子系统热能利用率B1=100×NO/N1(%)二级网子系统的输入热量 N2=N1+E4+E5+E6二级网子系统热能利用率B2=100×N1/N3(%)热源子系统的输入热量N3=N2+E7+E8+E9+E10(+En)热源子系统热能利用率B3=100×N2/N3即锅炉热效率(热电厂热效率)(%)供热系统热能利用率B=B1×B2×B33.系统电耗的估计系统电耗评估与热能评估一样可以子系统后叠加。系统主要耗电设备有循环水泵、补水泵、鼓风机和引风机等,它们单位供热量的电耗由下式计算:(1)水泵耗电量式中,G……水泵运行流量 m3/h;ΔH……水泵运行扬程 m;η……水泵运行效率%;∑NO……系统供热量; h……有效小时数。(2)风机耗电量可用同一个计算公式。此时式中,G……风机运行风量 h;ΔH……风机运行风压 m;η……风机运行效率(对皮带传动应包括机械传动效率)%;∑NO……系统供热量4.系统泄漏损失的估计系统泄漏损失导致水资源和热能两方面损失。毕业论文 (1) 水资源损失量可认为等于系统补水量BS。若系统运行循环水量为G,则系统补水率P=100×BS/G (%)(2) 系统泄漏热损失由下式计算:单位供热量的泄漏热损失BR=(P×G×ρ×c(t1-t0)/∑NO)式中ρ……水的密度,C……水的比热,t1……供水温度,t0……水源温度二、从供热系统供热现状看节能潜力下面列举一些实例,一是说明供热系统供热现状能耗存在着很大的差别,节能潜力巨大。二是说明经科学技术来改进和完善的系统,节能效果显著。1.1993年北京对住宅供暖煤耗进行抽查,结果是煤耗差别很大;数据如表2-1;1993年北京住宅供暖煤耗情况统计 表2-1单位供暖面积煤耗(kg/m2)22253139占全市最单位的百分数(%)5204530与全市煤耗平均值比较(%)说明:H煤发热量为毕业论文 全市煤耗平均值为 Kg /m2。2.沈阳惠天热电有限公司沈海热网(原沈阳第二热力公司)应用微机监控,节能可观:该公司于1993年12月7日对33个微机监控的热力站统计,采暖平均热指标为·m2,而无微机监控的热力站统计,采暖平均热指标为42 Kcal/h·m2。这说明采用微机监控,实施科学运行,消除系统失调,可节能15%左右。3.山东省荣成市供热公司安装自力式平衡阀,即节能又增收:该公司文化站(热力站)是以热电厂蒸汽为热源的一个热力站。供热面积12万平方米,分东、南、西北三条支线,连接91热用户。1997年在供水或回水管上共安装73台自力式流量控制器(除末端和压差较小的引入口不设置外,占全部热用户的80%),使热网系统水力工况大为改善;原来三条支线的供回水温差分别为东区℃、南区℃、西北区℃,现在的供回水一样,都是13℃,实现了水力平衡;经调整后的单位供热面积循环水量在2-3公斤/小时,大多数在公斤/小时,达到设计要求;在与去年蒸汽用量持平的情况下,增加供热面积1万平方米,增收用户热费达万元。只运行一强45KW的水泵(原来是二台30KW的水泵),节约循环水泵电费约70万元。说明二级热网改善,解决水平失调,就可节约热能8%,循环水泵电功率减少25%。毕业论文 .山东省烟台技术开发区热力公司发现架空和地沟敷设管道的热损失很大:该公司于去年冬天对热力管道保温状况进行测定。发现热网效率低于90%,其中架空和地沟热损失占,其保温效果远不如直埋敷设。经初步整理的结果如表2-2。三种敷设方式管道保温状况实测数据表 2-2敷设方式架空地沟直埋管道外径(mm)820820529测点间距(m)3552133.52647保温材料/厚度(mm)海泡石/20岩棉/68聚氨脂/50实测流量(m3/h)22281364→→管壁温度(℃)→→→单位面积热损失(W/m2)85057292沿途温度降(m2/km)说明:实测时间:. 实测时室外温度:3-4℃ 毕业论文 .山东省烟台市民生小区计量收费改造试验有效果:1997年在建设部城建司的指导下,美国霍尼韦尔公司与烟台市合作在烟台市民生小区建立示范点进行计量收费的实验。试验有单管式和双管式系统,并有相应的对比楼。试验楼内采暖系统入口都安装热量计、散热器前都设温控阀;入口的自力式压差控制阀、立管的平衡阀、散热器回水支管制流量表、散热器上的热分配器按不同方案设置、对比楼内只在采暖系统入口安装热量计。根据一个冬季运行的数据表明,没有过热和地冷现象,用户满意,能耗都低于对比楼,节能率。三、供热系统能耗悬殊的原因分析1.设备效率的不同¨锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的指标。体现燃料热被有效利用的程度。,燃煤供热锅炉的设计热效率(≥7MW)一般在75-85 %(燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右)。但在使用时,由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面不同的原因,使锅炉的运行效率差别很大。好的,能达到设计热效率,保证锅炉出力。差的,燃烧不完全、排烟温度高、各项热损失大,热效率不及50%,锅炉出力大帐降低;导致能源浪费,大气环境污染增加。¨风机、水泵效率是电能转化为有用功的份额,体现电能被有效利用的程度:目前,风机、水泵效率一般在55-75%。它们的流(风)量和扬程(压头)的选择与配置是十分重要的,选择与配置得当,装机电功率合适,运行工作点处于设备高效率区域,电耗少。选择与配置不当(一般是偏大),装机电功率偏大,运行工作点偏离设备高效率区域,则电耗多,两者的相差可达10-30%。不仅如此,锅炉的鼓、引风机配置不当,还会导致锅炉热效率下降。循环水泵配置不当,还会系统水力工况。 毕业论文 风机是热源子系统的主要附属设备,水泵是热网(一级和二级)网子系统的主要设备。其电耗大小,不但对电资源有影响,也对运行成本有显著影响。由于城市集中供热热负荷有随气候及用热变化的特点,设置变速风机和水泵已在并被实践证明可以进一步节能。2.输送条件的不同:¨热网热效率是输送过程保热程度的指标,体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90-95%。从上面实测情况看,直埋敷设管道能达到这一要求;而架空和管沟都达不互要求,其热损失远大于10%。如果地沟积水,管道泡水,保温性能遭破坏,其热损失甚至大于裸管。这一广泛存在于早期建设的热网。¨热网补水率可近似认为(忽略水热胀冷缩的补充)是输送过程失水的指标。目前,热网(特别是二级网)运行补水率差别很大,在范围变化。正常情况下,应在2%左右;好的,补水率可在1%以下;差的,管道泄漏和用户放(偷)水严重,补水率可达10%左右。系统泄漏丢失的热水,补充的是比回水低得多的冷水(一般是10-15℃),要把它加热到供水温度至少是循环水的三倍(二级网运行供水温度一般为55-85℃,回水温度40-60℃)。这就是说,系统补水不仅是水耗问题,热耗是更大的问题。例如:补水率1%,即相当于减少至少3%的供热量;补水率10%,则相当减少至少30%的供热质量,其差别多大呀! 毕业论文 .运行技术水平的不同:¨热网水力失调度是流量分配不均程度的指标:按用户热负荷分配流量,使每个用户室温达到一致且满足要求,则失调度为1,即热网无水力的失调,若分配不当,出现冷,热不均现象,说明有水力失调,其失调度是大于或小于1。大于1,会把用户室温过高,导致热量浪费,小于1,会使用户室温达不到要求,供热不合格是不允许的。为解决失调问题,正确的做法应该是改进和完善热网,如在终端设置自力式流量平衡阀或其它有效措施;但至今仍然有大量的系统工程不同程度地采用'大流量小温差'来缓和这一问题。其实,'大流量小温差'运行并不减少供热量的热损失,而且带来循环水泵电耗的在幅度增加和热源供热量的增大(电耗与流量、扬程成正比;在管网不变条件下,电功率随流量的三次方变化)。实例说明,解决水力失失调,系统在设计流量下运行,能挖出8-15%的供热量。¨科学运行调度实施按需供热,实现设备长期在高效率区间运行:做到这一点,供热能耗就会降低,违背这一点的,供热能耗就会升高。下面仅举几例说明:☆根据实际情况,制订调节方式:目前,一般采用质调节。有些系统条用质、量并调,在初、末寒期适当减少循环不泵运行台数,就明显降低电耗。国外普遍采用量调节,其原因是:①量调节的循环水泵电耗最少。从上说,在管道尺寸已经确定的情况下,减少流量和降低电耗是三次方关第。如流量减少30%,电功率节省,对于多数地区一长段时间用70%左右的流量运行,年减少电耗40%左右是不成问题的。这是一个十分可观的节能数字。②量调节对用户用热量变化的响应比质调节快得多,质调节的温度变化从热源到用户的传递是以流速进行,管道中水流速为1至2米/秒,传送到1公里远的用户需要的时间是8分20秒-16分50秒,如果传送到10公里远的用户就需要小时;如果水流速低,传递时间将增加。而量调节是以声速传递,其响应几乎是同步的,因此,一级网采用量调节是发展趋势。量调节应采用变速循环水泵,采用阀门节流的量调节运行,省电很少。 毕业论文 按照室外温度绘制运行负荷图、温度图、流量图甚至时间图,并以它们指导运行。这样可以避免初、末寒期供大于需,浪费能量。☆热源的容量和台数是由设计人员根据设计负荷、最大负荷、最小负荷和平均负荷的大小而确定的。运行时应根据热负荷的大小选择投入台数,这是因为锅炉热效率是随运行负荷变化的,一般地说,每台都维持在80%以上负荷能获得高效率运行。低负荷运行效率降低,这里有10%以上的节能潜力。☆设置热源和热网的微机监控系统,可实行最优化的运行调节和控制,实践已说明是目前实现运行节能的有效技术措施。4.管理体制和水平的不同:¨供热单位正处于体制转轨过渡时期,自我经营、自我改造和自我发展的思想和能力有差别:在供热从福利变为商品、经营单位从事业机构转变以的期间,有的已经成为自负盈亏的企业(包括承包的),为质量保证和效益驱动,在上级主管部门支持下积极以科学技术改进和完善系统,以高质量商品供给用户,以减少能耗来降低成本和提高经济效益。有耕耘就会有收获,因而能源利用率逐年提高。有的还停滞不前留原来的位置,热费收不上、效益谈不上、改造无资金;老系统、老设备、老,于是,能耗就居高不下,能源利用率也就居高不下毕业论文 ¨供热单位管理水平的不同显著影响能耗:人员和技术管理、系统和设备的检查、保养、维修和改造更新,……等差别对能耗影响是不言而喻的。例如,链条炉采用分层燃烧技术,就能改善燃烧提高热效率,保护和保持管道无泄漏和保温结构完好,就能减少大量能源浪费;严格水处理和保持水质,维持转换设备传热表面清洁,就能减少传热热阻、提高设备传热效率;对用户实行计量收费,就能刺激用户节能的积极性;……等等。不一一列举。四、依靠科学技术提高供热热源利用率1.利用科学技术提高能源利用率:所谓'节能潜力'是预测一定时期内,耗能系统和设备的各个环节,利用当前科学技术,采取技术上可行、经济上合理、优化系统和设备以及用户能接受的措施后,可取得的节能效益(减少能耗量或降低能耗率)。也就是说,预测通过技术改造和用户可接受的有效措施后,可取得的系统能源利用效率提高的程度。2.与先进评估指标的差距体现节能的潜力:节能的潜力是通过分析对比得出的。目标是反各个耗能环节现有的耗能指标提高到先进水平,其运行评估指标的变化量则体现了节能潜力。因此,其潜力大小于对比对象和自身的基础有关,所以,各单位、各系统的潜力是不可能完全相同的。毕业论文 各环节欲追求的先进评估指标可以选用:①上最好的水平;②国内先进水平;③全国平均水平;④国际先进水平;⑤理论上能达到的最高水平。而且,随着节能科学技术的发展,系统和设备的不断进步和完善,选择先进的评估指标也会不断变化。3.寻找能耗差距,制订可行措施,挖掘节能潜力:每个供热低位要定期检测评估各耗能环节的能耗指标,对比先进指标寻找能耗差距,分析能耗差别的原因,结合实际情况,研究和提出为实现先进指标的可行(包括技术和管理等方面)方案,经技术经济论证认为技术可行且经济合理后才能(分期或一次)实施。实施后,在运行中再检验是否达到预测的应挖掘的节能潜力和经济效益。

城市集中供热管网设计之浅见 [内容摘要] 通过分析城市集中供热管网设计中问题,对管网布置、直埋敷设等提出自己粗浅的看法 [主 题 词] 城市集中供热管网、布置类型、直埋敷设、补偿器应用、水力平衡 随着经济发展和居民生活质量的提高,城市集中供热因其易控制、能源利用率高,供热范围广和环境影响较低等优势得到迅速发展。但随着城市集中供热的推广和室内采暖系统采用热计量,也产生了一系列的问题。对城市集中供热管网设计也提出了更高的要求。本文就供热管网设计的几个技术问题进行分析。 一、城市集中供热管网布置类型 城市集中供热管网布置与热媒种类、热源与热用户相互位置有一定的关系,其布置应考虑系统的安全性和经济性。城市供热系统的特点是热用户分布区域广、分支多。在管网发生事故时,通常允许有若干小时的停供修复时间。有些热网为提高供热可靠性和应付供热发展的不确定性,在规划设计时就将热网象市政给水管网一样成网格状布置,但这样存在一定的问题,热网水力工况和控制的十分复杂,同时网格状管网投资非常高。在城市多热源联合供热时,有些规划设计时将热网主干线设计成环管网环状布置,用户管网是从大环网上接出的枝状管网,这种布置方式具有供热的后备性能,运行安全可靠,但热网水力工况和控制的也比较复杂,投资很高。 在充分考虑系统的安全性和经济性的前提下,笔者认为城市热力管网应是多条枝状管网放射型布置。在规划设计时,根据城市规模、热用户分布及热源位置布置几条输配主干线,在实施过程中根据供热能力和热用户情况,逐步完善不同的主干线。当城市供热主干线骨架形成后,适当敷设连通管,在正常工作时连通管上的阀门关闭,当主干线某段出事故时,可利用连通管进行供热。这种热网布置形式保证了枝状管网适应不确定热用户的发展,如果一条干管供热能力不够,敷设相邻干管时加大其供热能力就可以解决,以达到供热管网输配能力最优化,不必象环状管网那样先埋入较大管道去等负荷确定的热用户。 二、热力管道直埋敷设 供热管网直埋敷设由于占地面积小、工程造价低、施工周期短、保温性能好等特点,在实际工程中得到了广泛应用。正确认识热力管道直埋原理,合理选择敷设方式是很关键的。热水管道直埋与架空或管沟敷设主要不同之处在于直埋敷设的供热管道保温结构与周围土壤直接接触,管道热胀冷缩的过程受到土壤摩擦力约束,此时管道处于锚固状态,在热胀冷缩过程中产生的位移势能,被储存在管道壁上,使管道受力复杂化。管道直埋敷设方式可分为:无补偿直埋敷设、一次性补偿直埋敷设和有补偿直埋敷设三大类。 热力管道的敞开预热无补偿直埋敷设是一种“冷紧”式直埋。工艺过程是在管道焊接完毕后 ,对一定长度管道进行预热,管道受热产生变形,释放一部分热应力,同时对管沟进行回填夯实,利用土壤摩擦力将管道嵌固。这种敷设方式不需要设补偿器和固定支墩,其工程造价最低。但这种方法不仅施工复杂,而且管线预热只能改变管线的热态应力水平,而不能改变它的全补偿值,从管材疲劳的角度来看,在实际采用时应仔细斟酌。 一次性补偿直埋也是一种“冷紧”型直埋。工艺过程是:在管道焊接完毕沟槽回填后,对管道进行预热,管道热伸长被“一次性补偿器”吸收,此时立即将“一次性补偿器外壳和管道 焊死,使其不能再次伸缩,这样预热结束后,管道由于温降产生的热应力在管道中表现为拉应力,用以克服管道再次受热时的热应力。 有补偿直埋是目前应用最多的敷设方式,因其施工方便,所以得到广泛采用。实际工程中应尽量合理布置补偿器,使管道的补偿器分段长度接近最大安装长度,(管段由于移动所产生的土壤摩擦力在管道截面上产生的应力和材料许用应力相等,这个管段长度即最大安装长度)同时应保证补偿器在固定支墩两侧 对称布置,以减小固定支墩受力,降低支墩土建费用。另外对直线段“驻点”位置的固定支墩应考虑取消,以降低造价。对于小区二次热网,如果仅是为集中空调或地板辐射采暖服务,热媒温度65℃以下,实际工作温度较低,热应力较小,因此热网设计中可根据管网柔性考虑非预热的无补偿直埋敷设。 直埋敷设管线最大安装长度Lmax计算如下: Lmax=(ƒ[δ]20-pdi/4s)A/(πDoFf) m 式中:A--管道横截面积 mm2 Ff--管道外表面摩擦力 N/ m2 ƒ--应力范围的减小系数 di--管道内径 mm p--设计压力 MPa [δ]20--钢材许用应力 MPa Do--保温管直径 m s--管道壁厚 mm 供热管网直埋敷设应注意下列有关事项:直埋管道尽可能直线敷设,管道自然弯曲应限制在5º以内;从主干线引出的分支干线处,应设“L”、”Z”型弯管;水平弯管处应力集中,受力较大,应增加弯头壁厚、加大弯头的曲率半径;在土壤下沉性属于二级或高于二级地区,直埋敷设要采取一定的措施。 三、波纹管补偿在热力管网中的应用 在热力管网敷设中,补偿器是保证管道安全运行的重要部件。波纹管补偿以其体积小、重量轻、节省钢材、占地面积小、流动阻力小、不易渗漏,已开始占有举足轻重的地位,而且很有发展前景。目前波纹管制造突破了传统的材料和工艺,采用高弹性金属管经滚压一次成型,并采用多层金属结构,从而提高了其补偿能力和承压能力,应用新技术制造的波纹管补偿为其在热力管网中的应用提供了可靠的保证。 尽管波纹补偿器有很多优点,但它也有自身的缺点。例如轴向型波纹补偿器对主固定支架产生压力推力,管壁较薄不能承受扭力,设备投资高等。许多设计人员对波纹补偿器的认识还不够全面,因此在设计中存在计算和补偿管系选定不合理问题。 波纹管补偿器根据位移形式可基本分为轴向、横向、角向三类,每一类都有各自的优点和缺点,所以必须根据不同的使用条件,恰当地选用才能使波纹补偿器正常工作,做到波纹补偿器设计选型经济、合理。 轴向补偿 直管段上的膨胀节对沿膨胀节及管段的轴向方向拉伸与压缩进行补偿。膨胀节给出的额定补偿量包括拉伸、压缩位移的总和。轴向型补偿器。这是应用最多的也是最基本的型式。在工作时主要是利用其波纹部分的轴向变形来吸收管道的轴向位移。 横向补偿 是在“L”、“Z”、“Ⅱ”型管道中的补偿形式。通过成对的波纹管弯曲变形实现直线补偿。 角向补偿 管路补偿需要膨胀节作弯曲变形,它们往往是两个或三个角向式膨胀节组合使用,实现直线补偿。 铰链型补偿器 在结构上由波纹管、活动铰链、销轴组成。该补偿器可在同一平面内作角向偏转,因此可吸收管道在同一平面内的角位移。 万向铰链型补偿器 在结构上由波纹管、铰链和万向铰链组成。它可以在任意平面内作角向偏转,从而可吸收管道的任意平面内的角位移(空间角位移)。 波纹管的产品性能有两大类:其中一种是为满足使用必须保证的性能,如耐压、耐温、耐疲劳和弹性补偿等;另一类,如刚度、有效面积、材质等,它们不是使用所需要的,但它们对管系的设计及补偿器的使用有重要影响,所以对它们都要有充分的认识。 波纹补偿器的补偿能力源于波纹管的弹性变形,有拉伸、压缩、弯曲及它们的组合变形。补偿能力的大小,由设计者根据需要确定规定的额定补偿量,即表示在一定条件下具有的最大补偿能力。热力管网两固定点之间的最大长度是由管道失稳条件决定的,它与管径的大小及补偿器的补偿能力有关,一条管线无论如何复杂都可以通过设置固定支座将其分割成若干形状相对简单的独立管段,如直管段,L形管段,Z形管段等。波纹管补偿器的计算应从以下几方面着手。 (1)热力管道的热伸长量通常按下式计算: Δx=α(t1-t2)L 其中:Δx —— 管道的热伸长量,mm; α —— 钢管的线膨胀系数,mm/(m ℃), t1 —— 管内介质温度,℃,管内介质指蒸汽、热水、过热水等; t2 —— 管道安装时的温度,℃, L —— 管道计算长度,m。 计算管道热伸长量,是为了确定补偿器的所需补偿量,或验算管道因热伸长而产生的压缩应力,所以对于管道的热伸长量应计算其最大值,即取冷态安装条件的最低温度和热态运行条件的最高温度之间的最大温差。由于管网安装的气候条件差异很大,因此t2不应有统一的取值,应根据当时的气候条件和施工环境,确定适当的管道安装温度。 (2)安装轴向型补偿器的管道轴向推力F,按下式计算: Fx=Fp+Fm+Fs N 式中: Fp——内压力产生的推力, N FS——波纹管补偿的弹性反力 N Fm——管道活动支架的摩擦力 N 计算固定支架推力时,应按管道的具体敷设方式,参考上述公式按支架两侧管道推力的合力计算。 (3)管道应力验算 补偿器在内压作用下的失稳包括两种情况,即平面失稳和轴向柱状失稳。 A、 平面失稳 表现为一个或几个波纹的平面相对于波纹管轴线发生转动而倾斜,但其波平面的圆心基本在波纹管的轴线上。这是由于内压产生的子午向弯曲应力和周向薄膜应力的合力超过材料屈服强度,局部出现塑性变形所致。 B、 柱失稳 波纹管的波纹连续地横向偏移,使波纹管偏移后的实际轴线成弧形或S形(在多波情况下呈S形)。这种情况多数是因为波纹数太多,波纹管有效长度L跟内径d之比(L/d)太大造成的。为避免失稳情况发生,对管道应进行应力验算。 管道在工作状态下,由内压产生的折算应力按下式计算: σeq=P[-Y(s-α)]/ s-α ≤[σ]t MPa P-设计压力 MPa do-管线外径 mm s-管线设计壁厚 mm Y-温度对计算管线壁厚的修正系数 α-腐蚀裕量 mm [σ]t-设计温度下的许用应力 Mpa 四、推广使用水力平衡元件,提高水输送系数 在供热系统中,热媒介质由闭式管路系统输送至各用户。对于一个设计合理,并能够按设计工况运行的供热管网,其各用户应均能获得相应的设计流量,以满足其负荷要求。但在实际运行当中,由于缺乏消除环路剩余压头的水力平衡元件,大部分管网系统近段环路的剩余压头只能靠管线管径的变化来消除,而且目前管网上控制阀门既无调节功能,又没有流量显示,使得部分环路及末端用户的流量,并不按设计要求输配。水力失调直接导致热力失调,供热系统存在的冷热不均现象,主要原因就是系统的水力失调亦即流量分配不均所致。 水力失调度计算如下:水力失调度X=实际流量G’/设计流量Gsj 当水力失调度X 远远大于1 时,根据散热器性能曲线可以看出,此时平均室温的增长缓慢;当X远远小于1时,平均室温的减少幅度明显增加。热力工况失调形成了“大流量,小温差”的运行方式。实际上大流量运行方式并没有从根本上消除系统的水力失调,反而带来了能耗的增加。即大流量要求大水泵,增加了电耗;大流量形成了大热源,热源低负荷运行降低了热源热效率,管网小温差运行增加了输送能耗,还影响了散热器的散热效率。除此之此,大流量还降低了系统的可调性,即系统流量过大,近端多余的流量无法调剂到末端,甚至出现回水温度过高的假象。结果增加了整个供热系统的热耗,降低了输水系统的热效率。 规范中规定“设计中应对采暖系统进行水力平衡计算,确保各环路水量符合设计要求。在室外各环路及建筑物入口处采暖供水管(或回水管)路上应安装平衡阀或其它水力平衡元件,并进行水力平衡调试”。为搞好管网的初调节,在一、二次管网的各个分支处和各热力入口处装置调节性能好的平衡调节阀,以保证各环路水量符合设计要求。 目前市场水力平衡元件主要有手动调节阀(平衡阀)和自动调节阀(自力式调节阀)两大类,其具体选用应结合系统运行方式的不同,分别对待。对于手动调节阀来说,流量G=KV ∆P,式中K V为手动调节阀阀口的流量系数,∆P为手动调节阀阀口两侧的压差。K V的大小取决于开度,开度固定,K V即为常数,那么只要∆P 不变,则流量G不变,安装后可替代原有管网控制阀门。而自力式调节阀从结构上说,是一个双阀组合,由手动孔板和自动孔板组成一个有机的整体,手动孔板是按设计流量进行调控的锁定机构,自动孔板是保证设计流量恒定的控制机构。当流经手动孔板流量大于设计流量时,自动孔板的阀瓣上移,减少自动孔板的断面,从而减少通过调节阀的流量,使其与设计流量相符。反之亦然。 当系统的运行调节为质调节时,可以采用自力式调节阀,因为这种调节方式只改变供水温度,而与系统的水力工况无关,即在不改变系统的水力工况的情况下,把调节传达到每个用户和设备。采用自力式流量控制阀,可以吸收网路的压力波动,维持被控负载的流量恒定。采用自力式压差控制阀可以吸收网路的压力波动,以维持施加于被控环路上的压差恒定。 当系统的运行调节采用集中量调节(水泵的变频调节等)时,不能采用自力式调节阀。因为这种调节是通过改变水量实现的,因而调节时改变了系统的水力工况,所以若采用自力式调节阀,势必造成出现流量分配的混乱。显然,由于自力式调节阀的存在而造成了系统集中调节的不能实现。这时若采用手动调节阀(比如平衡阀),则系统总流量增减时,各支路、各用户的流量可以同比例增减,即系统的集中调节可以传达至每一个末端装置。当系统采用分阶段改变流量的质调节时,虽然每个阶段流量不变。但若采用自力式调节阀,每个流量阶段要对控制流量或控制压差进行设定,给运行管理带来很大不便,所以不宜采用。 五、结束语 热力管线工程运行是否正常直接关系到居民生活质量,在设计过程中应遵循技术先进、经济合理、安全适用的原则,作为一项系统工程,从管网的设计到管道的 制造、安装及管网的启动运行,每个环节都直接影响着工程的成败。而一项好的设计可以使产品的性能得以充分发挥,可以最大限度地减少施工中的困难,可以降低工程造价。因此,我们的设计一定要做到严谨合理,为工程的成功提供可靠的前提保证,如若不然,不仅增加工程造价,同时还由于设计不当而削弱了热力管线运行的安全性和可靠性。

供热设计类论文答辩

毕业论文答辩流程来啦

毕业论文答辩开场白:

各位教师,xx好! (例:上午好)我叫xx,是xx级xx专业xx班的学生,我的论文题目是xxxxx,论文是在xxx导师的悉心指点下完成的,论文创作过程中得到教师和同学的关心和帮助,在此要向他们表示衷心的感谢。下面我将本论文设计的背景意义和主要内容向各位教师作一汇报,由于我的学术程度有限,所写论文难免有缺乏之处,恳请各位教师和学者批评和指正!

毕业论文答辩注意事项:

1、每个学校都会有一套自己的毕业论文格式要求,这个在学校官网一般都会发。我们往往会忽略学校的格式要求,论文格式不是通用。

2、写论文引用数据是很常见的,然而大段大段的引用数据,必定会出现一个状况:查重的时候此处全部飘。建议:可以换个办法,比如做成表格。图表一般是检测不到的,这样就既能保证数据引用,又可以避免大段飘红了。3、学术论文总会有脚注,在搜集整理论文材料的时候,有些会觉得别人引用的这一句话很好,于是直接把这段引用复制到自己的文章里,同时也明确标注了脚注来。有些论文作者引用的脚注根本就不存在。建议:如果不是核心期刊,如果不是学术大咖,如果你拿不准到底这个脚注是不是真的,一定多留个心自己去知网查,看到底有没有这篇文章。4、没看过的书,别往参考文献里塞。5、结语致谢,不要乱感谢。

1、(流程)自我介绍:自我介绍作为答辩的开场白,包括姓名、学号、专业。介绍时要举止大方、态度从容、面带微笑,礼貌得体的介绍自己。克服紧张、不安、焦躁的情绪,自信自己一定可以顺利通过答辩。2、答辩人陈述:自述的主要内容包括论文标题;课题背景、选择此课题的原因及课题现阶段的发展情况;有关课题的具体内容,其中包括答辩人所持的观点看法、研究过程、实验数据、结果;答辩人在此课题中的研究模块、承担的具体工作、解决方案、研究结果。3、提问与答辩:答辩教师的提问安排在答辩人自述之后,一般为3个问题,采用由浅入深的顺序提问,采取答辩人当场作答的方式。4、总结:答辩人最后纵观答辩全过程,做总结陈述,包括两方面的总结:毕业设计和论文写作的体会;参加答辩的收获。答辩教师也会对答辩人的表现做出点评:成绩、不足、建议。5、(技巧)论文内容和背景要吃透;尽可能不看原稿去讲你的工作,而不是背论文;语言表述准确清晰;回答问题全面准确;穿着大方得体。更多关于论文答辩的流程及技巧,进入:查看更多内容

毕业论文答辩流程如下图所示

开场白模板

各位老师,上午好!我是xx专业,xx班的,我的毕业设计题目是xx。本次毕业设计是在xxX老师的悉心指导下完成的,在此我首先要向认真严谨的xx老师表示真挚的敬意和谢意,也向在坐的X老师,x老师,x老师等所有老师四年来孜孜不倦的教诲,以及今天不辞辛苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢。下面我将本论文设计的主要内容向各位老师作一汇报,恳请各位老师给与批评与指导。(这部分要根据实际情况来定,有些学校要求不做这些陈述,直接开始阐述论文内容即直接省略掉,只做简单的开场介绍即可)。

首先我向各位老师介绍下本毕业设计主要内容。

通用论文内容与框架如下:

本论文立足与什么?

致力于分析什么?

并揭示,探讨了什么的问题,(论文的摘要+总结部分精简)

具体来说,我的论文分为以下三个部分

第一部分是引言,主要概述了选题背景、意义及研究的主要内容与方向。

第二部分是正文,正文包括几部分(这部分,把各个部分的内容简要述一下即可,注意一定简洁明了概括,不要刻意全文去背)

第三部分是结论,结论内容

论文答辩稿示范如下:

各位老师,下午好!

我叫XXX,是XX级XX班的学生,我的论文题目是《网络时代个人数据与隐私保护的调查分析》。

论文是在XX导师的悉心指点下完成的,在这里我向我的导师表示深深的谢意,向各位老师不辞辛苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢,并对三年来我有机会聆听教诲的各位老师表示由衷的敬意。下面我将本论文设计的目的和主要内容向各位老师作一汇报,恳请各位老师批评指导。

首先,我想谈谈这个毕业论文设计的目的及意义。

在计算机网路日益渗透人们日常生活和工作中的今天,人们自身的数据隐私能够得到有效保护已然成为了各方越来越关注的重点问题,对个人数据隐私的有效保护也是现今需要解决的重要课题。

本文主要结合当今社会在网络平台个人数据信息以及隐私保护的实际现状,剖析个人数据信息和隐私泄露的原因和途径,从个人数据信息及隐私保护的角度提出自己的看法和建议。

互联网技术的快速发展使人们可以在网络平台当中进行交流学习、娱乐和购物,网络已经成为了人们日常生活工作当中的重要组成。

但是,互联网的这种便利使人们处于一个自由开放和透明的空间当中,使人们的个人隐私遭到了一定的威胁,甚至对人们人身财产安全产生巨大的危害,对个人数据隐私的有效保护也是现今需要解决的重要问题。

在本文的研究当中,不仅能够梳理国内外在个人数据与隐私方面的研究理论和研究成果,还能够结合本文的相关研究健全和完善国内外的相关研究体系,为今后的研究提供一定的理论指导和经验支持。

其次,我想谈谈这篇论文主要内容。

通过明确在网络时代下对于个人数据及隐私的定义,研究当前社会网络环境下个人数据及隐私所面临的问题,探索和研究在当前网络时代中,如何提高人们保护个人数据和隐私的意识,合理解决网络中个人数据及隐私的泄露问题,以及如何保护个人数据及隐私的方法。

最后,我想谈谈这篇论文存在的不足

由于本人在个人数据与隐私保护方面的理论基础较为薄弱,对全文的把握和掌控可能存在一定的不足,对于个人数据与隐私的保护分析也缺乏全面性,不能很好的实现个人数据与隐私保护的完善分析。

另一方面,本文地从调查问卷的设计和实施和分析也存在一定的不足,实际的问卷分析可能会存在一些漏洞。而且,本文在对网络是到新的发展环境方面的把握也略显不足。

谢谢!

地暖供热设计研究论文

近年来,地暖系统技术呈现热源方式多样化、结构多元化的发展态势。地暖末端技术和新产品呈现出日新月异的发展态势,在湿式地暖之后,相继出现了薄型地暖、毛细管地暖、地板空调、碳纤维电地暖、蘑菇板预制地暖、暖芯地板、环保型干式地暖、远红外干式地暖等新技术产品,总体上地暖新技术是朝着薄型化和即热化方向发展,丰富了地暖技术品种,提升了地暖系统的热品质,实现了即开即热的地板供暖效果。水电暖与热地暖对比分析(一)应用推广(1)水地暖。近年来,水地暖已成为严寒及寒冷地区集中供暖的主要方式。国家标准、规范颁布的同时,2007年建设部公告了《关于发布建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术(第一批)的公告》规定,推荐“低温热水地面辐射供暖技术”作为“新型高效采暖及空调技术”在民用建筑工程中推广使用。目前,在北方寒冷地区80%的住宅采用水地暖进行集中供暖。(2)电地暖。欧美、亚洲发达国家将电地暖作为一种清洁、新型、舒适的供暖方式。近年来,电地暖技术有所发展,但受全国电能紧张的影响,电能作为能源的供暖形式暂未被推广。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》限定了作为电加热供暖形式之一的电地暖的应范围,使得电地暖的推广应用在设计阶段即被限制,使电地暖的发展与应用受到制约。2012年来,为扼制污染,北方相关省市启动和推进“煤改电”工作。新疆启动了“蓝天工程”,北京市加速推进了“煤改电”工作,石家庄市出台了《关于印发石家庄推进电采暖的实施方案》。同时,随着我国电力工业的发展,年发电量逐年增加,国家为了提高电网电能利用效率,鼓励用户使用谷电。(二)规划与建设水地暖由三部分组成:热源、热网和用户;水地暖需规划和建设的项目广,建设资金投入较高,同时与国家政府部门需协调较多,因而周期相对较长,且对我国耗能较高,造成环境污染,且不利于节水和节地。电地暖规划和建设项目较少,资金投入相对较少;在前期设计阶段能很好地解决对供电线路和变压器的增容,施工过程中可将供热电缆安装与工程施工进度同步进行,建设工期大大缩短;更为重要的是,电地暖采用清洁能源,不会对空气质量造成危害。(三)地暖产品标准不同水地暖涉及产品相对较多,标准也相对较完善。预制沟槽保温板在地暖产品使用比较广泛,但截止目前国家暂时没有颁发产品标准。自应力温控阀目前暂时只有专利,尚未制定相关国家产品标准。电地暖产品较少,碳纤维发热线作为地暖供热元件,仅有河北省出台了相关技术规程,其技术应用还有待进一步开发和推广。(四)地暖的缺陷(1)供暖效果。水地暖热水与散热器热水均来自集中热源,为满足散热器温度要求,根据JGJ26-2010节能设计要求集中供热温度控制在85℃以上,而热地暖只控制在60℃以内,部分供热线路未设计混水装置,户内地暖回路长度、管间距分配不均,使得部分水地暖供水温度过高,出现地暖过热,降低了居住舒适度,缩短了地暖管材的使用寿命,同时浪费了热能。近年来,部分电地暖产品的供暖效果也不容乐观,耗电量大、温度上不去等问题可能与建筑物的整体节能、使用不当和政府相关用电政策有直接联系,但针对产品自身而言,不断提高产品质量才是首要的。(2)维修成本。水地暖长期存在供热线路长,管接头、阀门众多,各种金属与非金属管材混用,地暖管材质量良莠不齐等问题,因此,在使用过程中容易出现故障而漏水,若隐蔽后的地暖管发生渗漏,其维修起来困难;同时,地暖管使用一段时间后,管内壁结垢比较多,清洗程度较大,因此导致后期维修成本费用也较高。而电地暖主要使用的电气元件相对较少,采用供热电缆从地下供热,地上仅安置温控器,因此相对而言,电地暖发生的概率相对较小,且即使发生了事故,进行维修的成本与维修时间较短。(3)供热计量方式。集中水供暖分户计量难以执行的原因与集中供暖存在的诸多问题得不到解决有关。其一,暖气不暖或过热、供热滞后、供热株连等产生了用热方与供热方之间的矛盾;其二,供热方对已建成分户计量的新建建筑和既有建筑仍按建筑面积收费的计量方式显然不能让用户满意,按建筑面积收费,而不是按实际消耗热量计费,造成了热费与热量的脱钩;其三,不再享受福利供暖、需自己承担取暖费用的居民,其对计量方式和供热服务质量更为关注;其四,对既有建筑改造不彻底,只实现了分户计量,无法实现多用多交、少用少交、合理付费的节能目的;其五,我国供热体制改革弊端不能彻底解决,供热企业的垄断局面难以打破;其六,尽管国家出台了一系列政策和措施,但执行难的状况使得集中水供热计量症结迟迟得不到妥善的解决。论文主要对我国水地暖与热地暖之间的应用推广、产品标准、规划与建设及地暖的缺点等进行了对比分析,通过对比分析,才能了解到各种地暖的优缺点,从而使我们设计人员在设计时,充分考虑,选择最佳的地暖方式,减少能耗,降低成本。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

赵建康 张勇 邹登亮 黄长军 何运成 杨俊伟 石涵静 李卫芳

(北京市地热研究院)

摘要:文章介绍了北京顺义金汉绿港家园小区地热井结合水源热泵供暖,以及提供温泉洗浴的地热资源综合利用技术。结合该工程,作者给出了地热井水量、水温与供暖面积之间的关系式,此关系式对于地热供暖工程的前期论证具有指导意义。本文着重对地热井结合水源热泵供暖技术的运行成本进行了详细的分析。研究表明,地热井结合热泵技术供暖的运行成本为18元/m2,低于北京市集中供热的采暖收费标准24元/m2,同时,温泉洗浴比加热自来水洗浴成本低得多。

1 前言

以往,对于中低温地热资源,尤其是50℃左右地热水,通常只是提供温泉洗浴和种植养殖,很少用于供暖。这主要是因为老式的暖气片采暖的供回水温度要求较高,一般为95℃/70℃,50℃的地热水通过暖气片供暖很难达到室温要求。目前,随着地板采暖技术、风机盘管技术以及辐射吊顶技术的发展,采暖所需的热源温度大大降低,一般40~45℃即可满足供暖的需要。由此,给地热直接供暖和地源热泵技术供暖提供了广阔的市场空间。

北京顺义金汉绿港家园小区,是我院承担的一项利用中低温地热资源供暖和提供温泉洗浴的地热综合利用工程。该工程室内末端采用地板辐射采暖,利用热泵技术,用3口地热井基本解决了23万m2的住宅小区供暖和温泉洗浴的需求,使低温地热资源得到了有效地用。使用清洁的地热能源供暖、温泉入户,大大提升了住宅的品质,不但给小区居民提供了良好的生活环境和大气质量,同时也给了开发商丰厚的回报。

2 工程概况

金汉绿港家园是集住宅、酒店、餐饮、娱乐于一体的大型综合性住宅小区。建筑总面积为63万m2。一期建筑为23万m2,公建面积3万m2。金汉·绿港家园总的供暖负荷及公建部分冷负荷如下:供热负荷:冬季单位面积热指标为41W/m2,总计9430kW;公建部分:夏季单位制冷指标为80W/m2,总计2400kW。

根据以上冷热技术指标及该地地质条件,我院提出,冬季利用地热温泉井结合水源热泵技术供暖和提供温泉洗浴,供暖室内末端采用地板辐射采暖;夏季利用水源热泵机组和冷水井给公建部分供冷,末端采用风机盘管。该工程是深部地热能和浅部地热能综合利用的项目。

3 供暖制冷所需水量的确定

供暖制冷面积与水量关系式的推导

根据能量守恒定律可以推导出供暖面积与所需地热温泉井的水量的关系式,由此,可以根据供暖面积确定所需的地下水量;同样,也可以根据地热井的出水量和水温确定能够供暖的面积。

a.直接供暖

浅层地热能:全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集

式中:S为供暖面积,m2;q为单位面积热负荷,W/m2;J为热功当量系数,4187焦耳/大卡;ρ为水的密度,1 T/m3;c为水的比热容,1×103kcal/T·℃;Q为地热井出水量,m3/h;t1为地热井的出水温度,℃;t2为供暖后尾水水温度,℃。

b.结合热泵技术供暖

浅层地热能:全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集

式中:cop为热泵机组的供热系数,一般为4;t3为通过热泵提取热量后尾水的温度,℃。

由(1)、(2)关系式可以看出,地热井供暖的面积和地热水水量成正比。水量一定的情况下,与利用的温差成正比,即利用温差越大,供暖面积越大。

地热井结合热泵技术供暖,可以加大地热水的利用温差,相应减少了地热水的需求量,从而达到地热资源的集约利用的目的。如关系式(1)、(2)中的t2一般为40℃左右,而t3在10℃左右,提高利用温差30℃。对于一口出水温度70℃的地热井,通过热泵技术,可使1口地热井发挥两口地热井的效能,不但节约了投资,同时也节约了宝贵的地热资源。

所需地热井水量的确定

已知该小区的供暖总负荷为9430kW;热泵机组提取热量后的尾水温度可降低到7℃;根据可靠的地质资料分析推测地热井的水量、水温预测分别为水温55℃,水量60m3/h,井深3000m,热储目的层为蓟县系雾迷山组。

根据以上已知数据,可得出所需地热井水量为:126m3/h。

所需冷水井水量的确定

同样,根据能量守恒定律,可得出公建部分供冷时的水量与供冷面积关系式:

浅层地热能:全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集

式中:EER为热泵机组的能效比,所得制冷量与输入电能之比,一般取5;t1为冷水井的出水水温,℃;t3为回灌时的水温,℃。

已知供冷总负荷2400kW;冷水井的出水温度为15℃,水量,井深;回灌温度27℃。根据以上已知数据代入关系式(3),可得3万m2公建部分所需水量为:206m3/h。

4 工程技术方案设计

该工程供暖需要温度55℃地热水流量为126m3/h,根据已知的水文地质资料可知,两口地热井即能满足水量的需要。该地区地热井回灌情况良好,1 口回灌井即能满足需要。因此,该供暖工程设计利用3口“地热井-热泵机组”(两抽一灌)满足一期建筑23万m2建筑面积的供暖要求和小区居民的温泉洗浴。

公建部分的供冷需冷水井水量为206m3/h,而地区井深100m,水量可达80m3/h,因此3口抽水井即能满足需要。该地区回灌情况一般,抽灌比例为1∶2,因此,冷水井的总数量为9口。利用冷水井-热泵机组满足公建部分夏季供冷的需要。室内末端采用地板采暖技术,公建部分末端采用风机盘管。

为满足水源热泵机组蒸发器侧进出水温度的要求,同时因地热井水不能够直接进入机组使用,因此将地热井水通过板式换热器进行换热使用,板式换热器一次侧进水流量为120吨/小时,温度为55℃,出水温度为9℃,二次侧(水源热泵机组侧)水流量约为750吨/小时,进水温度为7℃,出水温度为15℃。二次侧水量能够满足机组全部运行时的总水量的要求。

5 运行费用分析

机房内主要设备及配电量(表1)

表1 机房内主要设备及配电量

其他设备总计暂估为150kW。总配电量暂估为。冬季的最大用电量为,夏季最大用电量为300kW。

运行费用成本分析

供暖运行成本主要包含以下几项内容:用电成本、人员工资及福利、设备折旧费、年维修费各种税费等。

运行6台热泵机组可以满足最大荷载,6台机组冬季可以提供的最大热量为9504kW,冬季机组满载运行时,机组本身和其相关辅助配套设备总用电功率为。

根据以上功率()负荷计算冬季运行费用,设每天的平均满载运行时间为12小时。水源热泵中央空调冷热源方案设备的年运行电费为:万元(冬季)。

由于本工程采用自动控制技术因此运行时需要6 人维护即可(三班倒),人员工资为:

6人×4月×1600元/(人月)=万元

所有设备的使用年限为15年,水井为15年,则每年的折旧费用为:设备,77万元/年;水井,83万元/年;总计160万元。每年维修费为10万元。总计万元。折合每平米的年运行费用为18 元/m2。目前北京市集中供暖的价格为24 元/m2,天然气采暖的为30元/m2,因此,利用地热井结合水源热泵技术进行城市供暖不但技术上是可行的,而且具有价格优势。

该小区地热井不但作为供暖的热源,还可提供小区的温泉洗浴。使用电热水器加热一吨自来水需23元,燃气热水器需14元,而家用地热温泉水洗浴只需每吨交纳元的矿产资源税。遇到极端寒冷天气,供暖和洗浴用水发生冲突时,可以启动冷水井进行调峰。

6 结论和启示

利用地热井结合水源热泵技术进行城市供暖和提供温泉洗浴,技术上是完全可行的,运行成本相对于燃气也占优势。更重要的是地热资源是一种近乎可再生的清洁能源,无任何废气、废料的排放,非常有利于改善城市的大气质量。

地热井结合热泵技术供暖相对于普通的水源热泵供暖,还具有以下几个优点:

(1)在供暖的同时,可以兼顾提供温泉洗浴;

(2)由于水温较高,相应降低了对水量的要求,进而减少了水井的数量,减少了占地;

(3)地热井深度一般在3000m左右,开采的热水一般为基岩裂隙水,对地面沉降几乎无任何影响;冷水井一般80m左右,大部分抽取的是第四纪含水层中的承压水,相对影响稍大。

缺点主要是地热井的造价较高,钻井的风险也较大。

地热井结合水源热泵供暖技术,为低温地热用于供暖提供了一条新思路。我国大部分城市都具有这种低温地热资源,如能广泛利用,对于解决城市大气污染、节能、节约占地等都有非常积极的意义。

参考文献

[1]戚筱俊.水文地质与工程地质.北京:水利电力出版社,1985

[2]周念沪.地热资源开发利用实物全书.北京:中国地质科学出版社,2005

[3]陆耀庆.暖通空调设计指南.北京:建筑工业出版社,1990

[4]何满潮等.中国中低焓地热工程技术.北京:科学出版社,2004

[5]朱家玲等.地热能开发与应用技术.北京:化学工业出版社,2006

供热毕业论文

热能与动力工程专业毕业论文(锅炉专业 锅炉的计算机控制 锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节 能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉 30 多万台,每年耗煤量占我国原煤 产量的 1/3,大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。提高热效率, 降低耗煤量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、运行,减轻操作人员的劳动 强度。采用微计算机控制,能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。 锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动 切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧 量、转速等量转换成电压、电流等送入微机,手自动切换操作部分,手动时由操作人员手动 控制, 用操作器控制滑差电机及阀等, 自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。 微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保 证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置 常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,这是必不可少的, 以免锅炉发生重大事故。 控制系统: 锅炉是一个较为复杂的调节对象,它不仅调节量多,而且各种量之间相互联系,相互, 相互制约, 锅炉内部的能量转换机理比较复杂, 所以要对锅炉建立一个较为理想的数学模型 比较困难。为此,把锅炉系统作了简化处理,化分为三个相对独立的调节系统。 当然在某 些系统中还可以细分出其它系统如一次风量控制回路,但是其主要是以下三个部分: 炉膛负压为主调量的特殊燃烧自动调节系统 锅炉燃烧过程有三个任务:给煤控制,给风控制,炉膛负压控制。保持煤气与空气比例 使空气过剩系数在 左右、燃烧过程的经济性、维持炉膛负压,所以锅炉燃烧过程的自 动调节是一个复杂的。对于 3× 锅炉来说燃烧放散高炉煤气,要求是最大限度地利用放 散的高炉煤气,故可按锅炉的最大出力运行,对蒸汽压力不做严格要求;燃烧的经济性也不 做较高的要求。这样锅炉燃烧过程的自动调节简化为炉膛负压为主参数的定煤气流量调节。 炉膛负压 Pf 的大小受引风量、鼓风量与煤气量(压力)三者的影响。炉膛负压太小, 炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气, 危及设备与运行人员的安全。 负压太大, 炉膛漏风量增加, 排烟损失增加,引风机电耗增加。根据多年的人工手动调节摸索, 锅炉的 Pf=100Pa 来进行设计。调节是初始状态先由人工调节空气与煤气比例,达到理想的燃烧状态,在引风 机全开时达到炉膛负压 100Pa,投入自动后,只调节煤气蝶阀,使压力波动下的高炉煤气流 量趋于初始状态的煤气流量,来保持燃烧中高炉煤气与空气比例达到最佳状态。 锅炉水位调节单元 汽包水位是锅炉安全运行的重要参数,水位过高,会破坏汽水分离装置的正常工作,严 重时会导致蒸汽带水增多,增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低,则会破坏水循 环,引起水冷壁管的破裂,严重时会造成干锅,损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重 大事故。它的被调量是汽包水位,而调节量则是给水流量,通过对给水流量的调节, 使汽包 内部的物料达到动态平衡, 变化在允许范围之内, 由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量 变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时,表现却为"逆响应特性",即所 谓的"虚假水位",造成这一原因是由于负荷增加时,导致汽包压力下降,使汽包内水的沸点 温度下降,水的沸腾突然加剧,形成大量汽泡,而使水位抬高。 汽包水位控制系统,实质 上是维持锅炉进出水量平衡的系统。 它是以水位作为水量平衡与否的控制指标, 通过调整进 水量的多少来达到进出平衡, 将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近, 以提 高锅炉的蒸发效率,保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象, 运行中存在虚假水位现象,实际中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、 蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 除氧器压力和水位调节:除氧器部分均采用单冲量控制方案,单回路的 PID 调节。 监控管理系统: 以上控制系统一般由 PLC 或其它硬件系统完成控制,而在上位机中要完成以下功能: 实时准确检测锅炉的运行参数:为全面 掌握整个系统的运行工况,监控系统将实时监 测并采集锅炉有关的工艺参数、 电气参数、 以及设备的运行状态等。 系统具有丰富的图形库, 通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上; 除此之外, 还能将参数以 列表或分组等形式显示出来。 综合及时发出控制指令: 监控系统根据监测到的锅炉运行数据, 按照设定好的控制策略, 发出控制指令,调节锅炉系统设备的运行,从而保证锅炉高效、可靠运行。 诊断故障与报警管理:主控中 心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号,从 而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。同时,对报警的档案管理可使业主对于锅 炉运行的各种、弱点等了如指掌。为保证 锅炉系统安全、可靠地运行,监控系统将根据所 监测的参数进行故障诊断,一旦发生故障,监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报 警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来,这样,当报警发生时,操作员 可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。 记录运行参数: 监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录, 另外监控系统 还。设有专门的报警事件日志,用以记录报警/事件信息和操作员的变化等。历史记录的数 据根据操作人员的要求,系统可以显示为瞬时值,也可以为某一段时间内的平均值。历史记 录的数据可有多种显示方式,例如曲线、特定图形、报表等显示方式;此外历史记录的数据 还可以由以为基础的多种应用软件所应用。 计算运行参数: 锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量, 如年运行负荷量、 蒸汽耗量、 补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法,根 据所测得的运行参数,将这些导出量计算出来。

去幸福校园网站看看,那的论文很多1引 言热水供热的研究对象人们的日常生活中需要大量的热能,尤其在冬季。现在在北方大多家庭取暖用热水集中供暖,而在淮阴等江苏地区冬季室内一般用空调或不提供供暖设备,靠自然光照和多穿些衣服来驱寒。近年来随着人们的生活水平的提高,越来越多的家庭购买空调或电取暖器用来冬季室内供暖。然而空调和电取暖器的耗电量太大及它们采用热风供暖在取暖时,室内空气太干燥等缺点。所以一般家庭买了,但用的很少,造成资源的浪费。经调查热水供暖同样适用于江苏地区,一些家庭已经安置了热水锅炉加散热片取暖系统。随着经济技术的提高和人们的需求增加,热水供热工程已经悄然在江苏大地上发展起来。本设计的供暖系统的型式和主要内容热能的供应是通过供热系统完成,本设计供暖系统包括三个组成部分:(1) 热源:热水锅炉。(2) 供热管网:输送热媒的供热管路系统。(3) 热用户:直接使用或消耗热能的室内供暖系统。根据三个主要组成部分的相互关系来分,供暖系统可分为局部供暖系统和集中供暖系统。本设计是热源、供热管网和热用户三个主要部分在构造上连在一起的局部供暖系统。主要内容为房间的设计和供暖系统设计热负荷以及燃气热水锅炉的设计。

我国建筑节能现状及未来发展趋势和前景分析我国现阶段越来越重视节能减排工作,并且积极倡导绿色环保理念,建筑行业在发展过程中实行节能策略在很大程度上能够有效的促进建筑行业向更好的方向发展,从而真正做到建筑行业在发展的过程中减少对环境的污染与资源的浪费。虽然我国在建筑节能工作中付出了努力,但是在建筑行业开展节能工作中依然存在一些问题,分析当前建筑节能的现状,有利于我们更好的解决建筑节能中出现的问题,促进建筑行业又快又好的发展。 1 建筑节能重要性 建筑节能在我国经济发展中有着重要作用,它不仅是时代发展的要求,更是当前经济进步的需要。建筑行业采取节能措施在很大程度上能够整合建筑行业中的各项资源,提高资源的利用率,降低对环境的污染,构建绿色型生态环境,为人们的生活创造更多的舒适感,从而提高城市居民对所居住城市的规划建设的满意度。由此可见,建筑行业中开展节能工作对城市居民以及资源利用等方面都有着重要的意义。因此,大力开展建筑节能工作是必须的。 2 我国建筑节能的现状 我国目前还是发展中国家,各项技术与设备还没有国外发达国家先进与高端,因此,导致了我国的建筑节能工作还与发达国家之间存在较大的差距。尽管建筑节能情况较为严峻,但是我国现在还在为构建节能建筑而不懈努力。从我国颁发的有关建筑节能的法律法规中可以看出,我国对建筑节能工作开展比较重视。尽管我国在颁发相关的建筑节能章法时比较晚,却是建筑行业实行节能工作的指导依据与标准,并且对于我国建筑行业发展成今天的状态有着直接的促进作用。 3 我国建筑节能存在的问题 激励政策不健全 目前,我国的建筑节能工作实行较为缓慢,建筑节能是我国现代建筑行业的一大目标,但是纯粹的借助用户与建设单位自发采取措施,按照节能标准开展工作是难以达到建筑节能的宏伟目标的。在我国对实行建筑节能工作单位的相应激励政策还不健全,特别是在开展建筑节能工作时没有雄厚的资金作为支撑,使得现代建筑节能工作开展效果还有待进一步提高。 缺乏应有的节能意识 建筑行业开展节能工作是一项必要的工作,不仅可以使资源重复利用,还可以保护人们所居住的生态环境。但是在开展这项工作时,相应的法律法规机制没有跟上节能工作开展的节奏,在一定程度上影响到建筑节能工作有效实施。在开展建筑节能工作过程中,存在一些市民对建筑节能的理解不透彻,重视度不高,更不知道实行建筑节能会给社会增添效益,从而导致其在开展建筑施工过程中出现浪费资源的现象。除了上述的两种缺乏节能意识的情况,另外地方政府对建筑节能意识不强,导致对建筑节能工作没有引起应有的重视。领导层人员的决策对地方经济或是本企业的发展有着重要的影响,而相应的标准与政策没有明确规定与要求,会影响到建筑节能工作的开展。 缺乏建筑节能技术支持力度 建筑行业在开展节能工作时,需要相关的施工技术与建筑产品作为支撑。然而,在当前我国的建筑节能工作起步较晚而且形式存在复杂多样性,并且其面临着技术不够成熟以及技术创新欠缺等若干问题。在我国南部地区由于气候偏炎热,因此相关的建筑节能工作逐渐实施。但是其在实施的过程中,还缺乏相应的施工技术与建筑产品,并且我国现在还没有对建筑节能施工技术创新与研发加大支持力度。 现行的供热收费制度的影响 我国在计收采暖费的依据标准是供热收费制度,且制度规定收费需按照建筑的面积大小进行合理化收费。采暖费用一般是国家或者单位进行承担,所以用能与用户并不存在直接的利益关系。供热采暖系统选择的连接方式是垂直单管串联,导致用户难以对供暖量进行调节,并且外网在受系统进行动态调节的过程中表现出来的状态是很难适应,一系列的弊端直接造成资源无可避免的出现浪费现象。从目前的收费体制上来看,供热单位在进行自主经营的过程中没有表现出一定的积极性,导致用户在使用过程中缺乏所需的热舒适感,并且热用户在进行采暖用能期间也缺乏节约用能的意识。我国北方开展建筑节能工作时,有效提高了建筑围护结构所带来的保温功能,使北方在寒冷的冬天室内也不会感觉到冷。但是用户在采暖过程中,会因为室内温度过高,只能采取开窗的方式进行调节,导致能量浪费,致使建筑节能工作存在一定的缺陷。 4 我国建筑节能未来发展趋势 下文将结合我国实际的发展状况,对建筑节能工作在未来的发展趋势进行具体的分析。 为促进建筑节能工作顺利开展以及相关的技术得到发展与应用,我国有关部门颁发了建筑节能方面的法律法规。在一定程度上能够为建筑节能技术研发与创新提供指导,规范我国现行的建筑行业中的行为操作,对于我国开展建筑节能工作有着积极的意义。 我国的经济紧随时代的变迁取得了很大的进步,人均可支配收入逐渐上升,人们早已开始关注市场上经济发展动向。其中房地产业在当前我国的经济发展中占有重要的地位,人们购房的欲望逐渐得到释放,并且我国已经实施了在住房中实行货币化的相关政策。随着人们掌握信息速度的提高以及追求更舒适的居住环境,人们对现代建筑中热环境问题更加重视,因此,这也是当今建筑行业中急需为人们改善的问题之一。在我国的北部地区实施建筑物采暖工作以来,很大程度上改善了北方地区人们的生活环境。我国可以借鉴这一突出成绩,加大开展节能示范地区的建设力度,扩大对建筑节能的宣传,在人们心中形成节能的意识与观念,从而促使节能工作在人们身边发展得越来越好。

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毕业设计(论文)报告 系 别: 电子与电气工程学院 专 业: 电子信息工程 班 号: 电子 0 8 5 学 生 姓 名: 傅浩 学 生 学 号: 080012212 计 论 ) 目 设 ( 文 题 : 基于AT89C51 的数字温度计的设计 指 导 教 师: 傅浩 设 计 地 点: 起 迄 日 期: 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 毕业设计(论文)任务书 专业 电子信息工程 班级 电子 085 姓名 傅浩一、课题名称:基于 AT89C51 的数字温度计的设计二、主要技术指标: 1、测温范围-50℃-110℃ 2、精度误差小于 ℃ 3、LED 数码直读显示 4、可通过人机接口任意设定温度报警阀值三、工作内容和要求:(1)、要求数字温度计能对环境的温度进行实时监测。(2)、数字温度计要能够实时显示环境的温度信息,使用户及时了解到环境温度情况。(3)、数字温度计能够在程序跑飞的情况下自动重启,对环境温度进行正确的测量。 四、主要参考:1.李勋.刘源单片机实用教程M.北京航空航天大学出版社,20002.李朝青.单片机原理及接口技术(简明修订版)M.杭州:北京航空航天大学出版社,19983.李广弟.单片机基础M.北京:北京航空航天大学出版社,19944.阎石.数字电子技术基础(第三版)M.北京:高等教育出版社,19895.廖常初.现场总线概述J.电工技术,19996.王津.单片机原理与应用M.重庆大学出版社,2000 学 生(签名) 年 月 日 指 导 教师(签名) 年 月 日常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 教研室主任(签名) 年 月 日 系 主 任(签名) 年 月 日 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目 基于 AT89C51 的数字温度计的设计一、选题的背景和意义: 随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,它给人带来的方便也是不可否定的。要为现代人生活提供更好、更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。 本文将要设计的数字温度计具有性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点,广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制中,为人们生活水平的提高做出了巨大的贡献。二、课题研究的主要内容: 1.本文是以单片机 AT89C51 为核心进行设计。 2.通过 DALLAS 公司的单总线数字温度传感器 DS18B20 来实现环境温度的采集和 A/D转换。 3.其输出温度采用数字显示,用 3 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 4.此温度计属于多功能温度计可以用来测量环境温度,还可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文三、主要研究(设计)方法论述: 1. 通过查阅书籍了解数字温度计的基本概念等信息,结合以前所学的电子专业知识认真研究课题。 2. 借助强大的网络功能,借鉴前人的研究成果更好的帮助自己更好地理解所需掌握的内容。 3. 通过与老师与同学的讨论研究,及时地发现问题反复地检查修改最终完成。 四、设计(论文)进度安排:时间(迄止日期) 工 作 内 容 ~ 查找资料,确定论文题目 ~ 根据选题方向查资料,确定基本框架和设计方法 ~ 完成开题报告 ~ 完成初稿并交指导老师审阅 ~ 根据指导老师意见修改论文 ~ 根据模板将论文排版 ~ 仔细阅读论文并作细节完善后上交 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文五、指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日六、系部意见: 系主任签名: 年 月 日 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 目录摘要Abstract第 1 章 前言 ...................................................... 1第 2 章 数字温度计总体设计方案 .................................... 2 数字温度计设计方案.......................................... 2 总体设计框图................................................ 2第 3 章 数字温度计的硬件设计 ...................................... 3 主控制器 AT89C51 ............................................ 3 AT89C51 的特点及特征 .................................... 3 管脚功能说明............................................ 3 片内振荡器.............................................. 5 芯片擦除................................................ 5 单片机的主板电路............................................ 6 温度采集部分的设计.......................................... 6 温度传感器 DS18B20 ...................................... 6 DS18B20 温度传感器与单片机的接口电路 ................... 10 显示部分设计............................................... 10 74LS164 引脚功能及特征 ................................. 10 温度显示电路........................................... 11 报警系统电路............................................... 12第 4 章 数字温度计的软件设计 ..................................... 13 系统软件设计流程图......................................... 13 数字温度计部分程序清单..................................... 15第 5 章 结束语 ................................................... 20答谢辞参考文献 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 摘 要 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示。该设计控制器使用单片机 AT89C51,测温传感器使用 DS18B20,用 3 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示。本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。 此外本文还介绍了数字温度计的硬件设计和软件设计,硬件设计主要包括主控制器、单片机的主板电路、温度采集部分电路、显示电路以及报警系统电路。 软件设计包括系统软件的流程图和数字温度计的部分程序清单。关键词:AT89C51 单片机,数字控制,测温传感器,多功能温度计 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 Abstract As peoples living standard rising SCM is undoubtedly one of theobjectives pursued by the people the convenience it brings is equallynegative and one digital thermometer is a typical example. The design presented in the traditional thermometer digitalthermometer and compared with a reading convenience a wide range oftemperature measurement temperature measurement accuracy the output ofthe temperature digital display. The design of the controller usingmicrocontroller AT89C51 temperature sensor uses DS18B20 with threecommon anode LED digital tube to serial transmission of data to achievetemperature display. The thermometer is multi-functional thermometeryou can set the upper and lower alarm temperature range when thetemperature is not set you can alarm. Besides the paper also describes the digital thermometer in hardwaredesign and software design hardware design includes the main controllermicrocontroller circuit board the temperature acquisition part of thecircuit display circuit and the alarm system circuit. Software designincluding system software flow chart and the digital thermometer in thepart of the program words: AT89C51 microcontroller digital control temperature sensormulti-function thermometer 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第1章 前言 随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。 现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现。 能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差,所以传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点。 本文是以单片机 AT89C51 为核心,通过 DALLAS 公司的单总线数字温度传感器 DS18B20 来实现环境温度的采集和 A/D 转换,用来测量环境温度,温度分辨率为 ℃,并能数码显示。因此本文设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽其电路简单,软硬件结构模块化,易于实现等特点。 数字式温度计的设计将给人们的生活带来很大的方便, 为人们生活水平的提高做出了贡献。数字温度计在以后将应用于我们生产和生活的各个方面,数字式温度计的众多优点告诉我们:数字温度计将在我们的未来生活中应用于各个领域,它将会是传统温度计的理想的替代产品。 -1- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第2章 数字温度计总体设计方案 数字温度计设计方案方案 一: 采用热敏电阻器件,利用其感温效应,再将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行 A/D 转换后,利用单片机进行数据的处理,然后在显示电路上,将被测温度显示出来。 方案 二: 利用温度传感器,在单片机电路设计中,大多都是使用传感器,所以这是非常容易想到的,所以可以采用一只温度传感器 DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换就可以满足设计要求。 分析上述两种方案可以看出方案一是使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,进行 A/D 转换后,利用单片机进行数据的处理,在显示电路上被测温度显示出来,这种设计需要用到 A/D 转换电路,感温电路比较麻烦。方案二是利用温度传感器直接读取被测温度,读数方便,测温范围广,测温精确,适用范围宽而且电路简单易于实现。 综合方案一和方案二的优缺点,我们选择方案二。 总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图 2-1 所示, 控制器采用单片机 AT89C51,温度传感器采用 DS18B20,用 4 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。 L 单片机复位 E D 主 显 控 示 报警点按键调整 制 器 温 度 时钟振荡 传 感 器 图 2-1 总体设计方框图 -2- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第3章 数字温度计硬件设计 主控制器 AT89C51 的特点及特性: 40 个引脚,4K Bytes FLASH 片内程序存储器,128 Bytes 的随机存取数据存储器(RAM) ,32 个外部双向输入/输出(I/O)口,5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断,2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。 此外,AT89C51 在空闲模式下,CPU 暂停工作,而 RAM 定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式,以适应不同产品的需求。 主要功能特性: 兼容 MCS-51 指令系统 4k 可反复擦写gt1000 次)ISP FLASH ROM 32 个双向 I/O 口 工作电压 2 个 16 位可编程定时/计数器 时钟频率 0-33MHZ 全双工 UART 串行中断口线 128X8 BIT 内部 RAM 2 个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3 级加密位 看门狗(WDT)电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的 ISP 字节和分页编程 双数据寄存器指针 管脚功能说明: AT89C51 管脚如图 3-1 所示: -3- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 图 3-1 AT89C51 管脚图 (1)VCC:供电电压。 (2)GND:接地。 P0 P0 (3) 口: 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口, 每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当 FIASH 进行校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须被拉高。 (4)P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收。 (5)P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 (6)P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下所示: RXD(串行输入口) TXD(串行输出口) /INT0(外部中断 0) /INT1(外部中断 1) T0(记时器 0 外部输入) T1(记时器 1 外部输入) /WR(外部数据存储器写选通) /RD(外部数据存储器读选通) -4- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 (7)RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 (8)ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时,ALE 只有在执行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止,置位无效。 (9)/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时, 这两次有效的/PSEN信号将不出现。 ( 10 ) /EA/VPP : 当 /EA 保 持 低 电 平 时 , 则 在 此 期 间 外 部 程 序 存 储 器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时,/EA 将内部锁定为 RESET;当/EA 端保持高电平时,此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间,此引脚也用于施加 12V 编程电源(VPP)。 (11)XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 (12)XTAL2:来自反向振荡器的输出。 片内振荡器: 该反向放大器可以配置为片内振荡器,如图 3-2 所示。 图 3-2 片内振荡器 芯片擦除: -5- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合, 并保持ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。 此外,AT89C51 设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下,CPU 停止工作。但 RAM、定时器、计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下,保存 RAM 的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。单片机 AT89C51 具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 单片机 AT89C51 具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要, 很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 单片机主板电路 单片机 AT89C51 是数字温度计的核心元件,单片机的主板电路如图 3-3 所示,包括单片机芯片、报警系统电路、晶振电路、上拉电阻以及与单片机相连的其他电路。 图 3-3 单片机的主板电路 温度采集部分的设计 温度传感器 DS18B20 DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9~12 位的数字值读数方式。 -6- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 TO-92 封装的 DS18B20 的引脚排列见图 3-4,其引脚功能描述见表 .

传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。这是我为大家整理的传感器技术论文 范文 ,仅供参考!传感器技术论文范文篇一 传感器及其概述 摘 要 传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。 【关键词】传感器 种类 新型 1 前言 传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。 2 传感器的分类 按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。 3 常见传感器介绍 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为:金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于:金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化,而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。 电容式传感器 电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置,它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比,与正对面积和介质成正比,因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量,对被测系统的影响小,灵敏度高,适用于较小位移的测量,但这种传感器有非线性特性,因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极距型传感器相比,灵敏度较低,适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。 电感式传感器 电感式传感器是将被测物理量,如力、位移等,转换为电感量变换的一种装置,其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。 电感式传感器具有以下特点:结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高,能测出微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达~。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 磁电式传感器 磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为N的线圈,当穿过它的磁通量变化时,线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现,如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化,因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。 压电式传感器 压电式传感器是一种可逆传感器,是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀,形成金属膜,构成两个电极。当晶片受压力时,两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷,形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器,又可以看作电容器。 4 新型传感器 生物传感器 生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测 方法 与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理:待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。 激光传感器 激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理:激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。 5 结束语 随着科技的飞速发展,人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来,传感器技术将会出现一个飞跃。 作者简介 杨天娟(1991-),女,河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生,主要研究方向为机械工程及自动化。 作者单位 郑州大学机械工程学院 河南省郑州市 450001 传感器技术论文范文篇二 温度传感器 摘 要:温度传感器是最早开发、也是应用最广泛的一种传感器。据调查,早在1990年,温度传感器的市场份额就大大超出了 其它 传感器。从17世纪初,伽利略发明温度计开始,人们便开始了温度测量。而真正把温度转换成电信号的传感器,是1821年德国物理学家赛贝发明的,也就是我们现在使用的热电偶传感器。随后,铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、PN结温度传感器、集成温度传感器相继而生。也使得温度传感器更加广泛的应用到我们的生产和生活中。本文主要介绍了温度传感器的分类、工作原理及应用。 关键词:温度传感器;温度;摄氏度 中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章 编号:1674-7712 (2014) 02-0000-01 温度传感器(temperature transducer),利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 一、温度的相关知识 温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度的高低要用数字来量化,温标就是温度的数值表示方法。常用温标有摄氏温标和热力学温标。 摄氏温标是把标准大气压下,沸水的温度定为100摄氏度,冰水混合物的温度定为0摄氏度,在100摄氏度和0摄氏度之间进行100等份,每一等份为1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的,以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。由于是开尔文 总结 出来的,所以又称为开尔文温标。 二、温度传感器的分类 根据测量方式不同,温度传感器分为接触式和非接触式两大类。接触式温度传感器是指传感器直接与被测物体接触,从而进行温度测量。这也是温度测量的基本形式。其中接触式温度传感器又分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。 非接触式温度传感器是测量物体热辐射发出的红外线,从而测量物体的温度,可以进行遥测。 三、温度传感器的工作原理 (一)热电偶温度传感器。热电偶温度传感器结构简单,仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成,是应用最广泛的温度传感器。 热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的:把两种不同的金属A、B组成闭合回路,两接点温度分别为t1和t2,则在回路中产生一个电动势。 热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端,导体A、B称为热电极,总称热电偶。测量时,工作端与被测物相接触,测量仪表为电位差计,用来测出热电偶的热电动势,连接导线为补偿导线及铜导线。 从测量仪表上,我们观测到的便是热电动势,而要想知道物体的温度,还需要查看热电偶的分度表。 为了保证温度测量结果足够精确,在热电极材料的选择方面也有严格的要求:物理、化学稳定性要高;电阻温度系数小;导电率高;热电动势要大;热电动势与温度要有线性或简单的函数关系;复现性好;便于加工等。根据我们常用的热电极材料,热电偶温度传感器可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑-铂热电偶是常用的标准化热电偶,熔点高,可用于测量高温,误差小,但价格昂贵,一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电偶,测温上限为600摄氏度,易生锈,但温度与热电动势线性关系好,灵敏度高。 (二)电阻式温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单,测量准确,但仅适用于测量500摄氏度以上的高温。而要测量-200摄氏度到500摄氏度的中低温物体,就要用到电阻式温度传感器。 电阻式温度传感器是利用导体或者半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。大多数金属在温度升高1摄氏度时,电阻值要增加到。电阻式温度传感器就是要将温度的变化转化为电阻值的变化,再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表。 (三)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻的特点是灵敏度高,体积小,反应快,它是利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成的。可分为三种类型:(1)NTC热敏电阻,主要是Mn,Co,Ni,Fe等金属的氧化物烧结而成,具有负温度系数。(2)CTR热敏电阻,用V,Ge,W,P等元素的氧化物在弱还原气氛中形成烧结体,它也是具有负温度系数的。(3)PTC热敏电阻,以钛酸钡掺和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。也正是因为PTC热敏电阻具有正温度系数,也制作成温度控制开关。 (四)非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的测温元件与被测物体互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。这种测温方法的主要特点是:可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可用来测量温度场的温度分布,但受环境温度影响比较大。 四、温度传感器的应用举例 (一)温度传感器在汽车上的应用。温度传感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ECU.对于所有的汽油机电控系统,进气温度和冷却水温度是ECU进行控制所必须的两个温度参数,而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中,水温传感器则布置在发动机冷却水路,汽缸盖或机体上上的适当位置.可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式,扩散电阻式,半导体晶体管式,金属芯式,热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型,目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器。 (二)利用温度传感器调节卫生间的温度。温度传感器还能调节卫生间内的温度,尤其是在洗澡的时候,能自动调节卫生间内的温度是很有必要的。通过温湿度传感器和气体传感器就能很好的控制卫生间内的环境从而使我们能够拥有一个舒适的生活。现在大部分旅馆和一些公共场所都实现了自动调节,而普通家庭的卫生间都还是人工操作,尚未实现自动调节这主要是一般客户不知道能够利用传感器实现自动化,随着未来人们的进一步了解,普通家庭的卫生间也能实现自动调节。 参考文献: [1]周琦.集成温度传感器的设计[D].西安电子科技大学,2007.

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