热集成大作业
传热大作业 第4版4-23
东南大学能源与环境学院课程作业报告课程名称：传热学作业名称：传热学大作业——利用matlab程序解决热传导问题院（系）：能源与环境学院专业：热能与动力工程姓名：姜学号：完成时间：2012 年11 月8日评定成绩：审阅教师：目录一．题目及要求 (3)二．各节点离散化的代数方程..............................3&13 三．源程序......................................................5&16 四．不同初值时的温度分布情况...........................7&18 五．冷量损失的计算.......................................12&24 六．计算小结 (27)传热大作业——利用matlab 程序解决复杂热传导问题姓名:姜 学号: 班级:成绩：____________________一、题目及要求计算要求：一个长方形截面的冷空气通道的尺寸如附图所示。
假设在垂直于纸面的方向上冷空气及通道墙壁的温度变化很小，可以忽略。
试用数值方法计算下列两种情况下通道壁面中的温度分布及每米长度上通过壁面的冷量损失：（1） 内、外壁面分别维持在10℃及30℃；（2） 内、外壁面与流体发生对流传热，且有110f t C =︒、2120/()h W m K =⋅，230f t C =︒、224/()h W m K =⋅。
(取管道导热系数为0.025/()W m K λ=⋅)二、各节点的离散化的代数方程1、基本思想：将导热问题的温度场，用有限个离散点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程，来获得离散点上被求物理量的值。
2、基本步骤：(1)建立控制方程以及定解条件：对于(1)问有：2.2m3m 2m1.2m h 1、t f1h 1、t f2导热微分方程22220t t x y ∂∂+=∂∂定解条件为第一类边界条件对(2)问有： 导热微分方程22220t t x y ∂∂+=∂∂定解条件为第三类边界条件(2)区域离散化：如下图所示，用一系列与坐标轴平行的网格线把求解区域划分成许多子区域，以网格线的交点作为需要确定温度值的空间位置，称为节点。
太阳能热发电集热系统集成技术开发应用方案(一)
太阳能热发电集热系统集成技术开发应用方案一、实施背景随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益严重，太阳能热发电作为一种清洁、可再生的能源形式受到了广泛关注。
然而，目前太阳能热发电集热系统在集成技术方面存在一些问题，如集热器效率低、系统稳定性差等，制约了其在产业中的应用。
因此，开发一种集热系统集成技术，提高太阳能热发电的效率和稳定性，具有重要的实践意义。
二、工作原理该集成技术主要包括三个方面的内容：集热器优化设计、集热系统控制策略和热能储存系统的改进。
1. 集热器优化设计：通过对集热器的结构和材料进行优化设计，提高集热器的热吸收能力和传热效率。
例如，采用高效吸收涂层，增加集热器的吸收率；优化集热器的形状和布局，提高太阳能的利用率。
2. 集热系统控制策略：通过合理的控制策略，使集热系统在不同光照条件下能够实现最佳的工作状态。
例如，根据太阳辐射强度的变化，调整集热器的倾角和方位角，最大限度地吸收太阳能。
3. 热能储存系统的改进：通过改进热能储存系统，提高太阳能热发电系统的稳定性和可靠性。
例如，采用高效的储热材料，提高储热系统的热储存能力；优化储热系统的结构和传热方式，降低能量损失。
三、实施计划步骤1. 研究集热器的优化设计方法，包括结构和材料的选择、吸收涂层的制备等。
2. 开展集热系统控制策略的研究，包括光照传感器的选择和安装、控制算法的设计等。
3. 对热能储存系统进行改进研究，包括储热材料的选择、储热系统的结构设计等。
4. 进行实验验证，对优化后的集热系统进行性能测试和评估。
5. 根据实验结果进行优化调整，完善集热系统集成技术。
四、适用范围该集成技术适用于各种规模的太阳能热发电系统，包括家庭、工业和商业等领域。
五、创新要点1. 集热器的优化设计：通过优化集热器的结构和材料，提高热吸收能力和传热效率，达到更高的能量利用率。
2. 集热系统控制策略：通过合理的控制策略，使集热系统在不同光照条件下能够实现最佳的工作状态，提高系统的稳定性和可靠性。
热加工传输原理大作业模板
热加工过程传输原理大作业
题目：
姓名：
班级：
学号：
日期：
哈尔滨工业大学材料科学与工程学院
热加工传输原理大作业报告题目（黑体小二）
姓名：班级：学号：
正文：请结合自己专业,写一篇关于热加工传输原理的三传现象或原理(动量传输、热量传输和质量传输)在本专业中相关应用的报告。
例如：金属铸造过程中的浇注(动量传输）、凝固(热量传输)等；锻压工艺中，用于减小锻件金属塑性变形抗力的预热等；焊接过程中焊缝与母材之间的溶质扩散(质量传输)、热量传输等；热处理专业中的渗碳(质量传输)、退火（热量传输）等。
要求：报告形式不限，读书报告，文献综述，实验报告，理论分析等内容均可。
字数5000左右（公式图表在内），正文宋体4号字，固定值22磅行距，A4纸打印，左侧装订，课程结束时（第15周）上交，占期末成绩的10%。
1。
重理工 集成电路设计原理思考题、作业、提问答案大全
重理工集成电路设计原理思考题、作业、提问答案大全1-1思考题典型PN结隔离工艺与分立器件NPN管制造工艺有什么不同（增加了哪些主1-1-1.1-1-1.典型典型PNPN结隔离工艺与分立器件结隔离工艺与分立器件NPNNPN管制造工艺有什么不同管制造工艺有什么不同（）要工序要工序）？增加工序的的目的是什么？答：分立器件NPN管制造工艺：外延→一氧→一次光刻→B掺杂→二氧→二次光刻→P掺杂→三氧→三次光刻→金属化→四次光刻。
典型PN结隔离工艺：氧化→埋层光刻→埋层扩散→外延→二氧→隔离光刻→隔离扩散、推进（氧化）→基区光刻→基区扩散、再分布（氧化）→发射区光刻→发射区扩散、氧化→引线孔光刻→淀积金属→反刻金属→淀积钝化层→光刻压焊点→合金化及后工序。
增加的主要工序：埋层的光刻及扩散、隔离墙的光刻及扩散。
目的：埋层：1、减小串联电阻；2、减小寄生PNP晶体管的影响。
隔离墙：将N型外延层隔离成若干个“岛”，并且岛与岛间形成两个背靠背的反偏二极管，从而实现PN结隔离。
管的电极是如何引出的？集电极引出有什么特殊要求？1-1-2.NPN1-1-2.NPN管的电极是如何引出的？集电极引出有什么特殊要求？答：集成电路中的各个电极均从上表面引出。
要求：形成欧姆接触电极：金属与参杂浓度较低的外延层相接触易形成整流接触（金半接触势垒二极管）。
因此，外延层电极引出处应增加浓扩散。
典型PN结隔离工艺中隔离扩散为什么放在基区扩散之前而不放在基区扩1-1-3.1-1-3.典型典型PNPN结隔离工艺中隔离扩散为什么放在基区扩散之前而不放在基区扩散或发射区扩散之后？答：由于隔离扩散深度较深，基区扩散深度相对较浅。
放在基区扩散之前，以防后工序对隔离扩散区产生影响。
1-1作业典型PN结隔离工艺中器件之间是如何实现隔离的？1-1-1.1-1-1.典型典型PNPN结隔离工艺中器件之间是如何实现隔离的？答：在N型外延层中进行隔离扩散，并且扩穿外延层，与P型衬底连通，从而将N型外延层划分为若干个“岛”；同时，将隔离区接最低电位，使岛与岛之间形成两个背靠背的反偏二极管，从而岛与岛互不干涉、互不影响。
热管理集成模块解析
热管理集成模块解析⼀、引⾔随着电⼦设备性能的提升和便携式电⼦设备的普及，热管理技术在现代电⼦设备中起着越来越重要的作⽤。
热管理集成模块作为电⼦设备中负责热量控制的关键部分，直接影响着设备的稳定性和使⽤寿命。
本⽂将对热管理集成模块进⾏深⼊解析，帮助读者了解其⼯作原理和设计要点。
⼆、热管理集成模块的作⽤热管理集成模块的主要作⽤是控制电⼦设备中的温度，防⽌设备因过热⽽损坏。
在⾼性能的电⼦设备中，如智能⼿机、笔记本电脑、服务器等，由于⼤量的计算和数据传输会产⽣⼤量的热量。
如果没有有效的热管理，这些热量会导致设备过热，影响其正常运⾏。
热管理集成模块通过散热设计、⻛扇控制、导热材料等⼿段，有效地将设备内部的热量导出并分散，保证设备在安全的⼯作温度下运⾏。
三、热管理集成模块的组成热管理集成模块主要由散热设计、导热材料、⻛扇控制等部分组成。
1.散热设计：散热设计是热管理集成模块的核⼼部分，主要负责将设备内部的热量导出。
散热设计的有效性直接决定了热管理集成模块的性能。
常⽤的散热设计包括散热⽚、散热导管、液冷等。
散热⽚通常由⾦属材料制成，通过与发热元件的热接触，将热量导出。
散热导管则利⽤导热流体（如空⽓或液体）在密闭管道中流动，将热量带⾛。
液冷技术则是通过液态冷媒在循环过程中吸收和释放热量，达到快速散热的效果。
2.导热材料：导热材料在热管理集成模块中起着关键的作⽤，它们能够将发热元件产⽣的热量快速传递到散热设计部分。
导热材料的性能直接决定了热管理模块的效率。
常⻅的导热材料包括⾦属、⽯墨烯、陶瓷等。
⾦属材料具有优良的导热性能，但重量较⼤；⽯墨烯和陶瓷材料导热性能也很好，且重量轻，但成本较⾼。
3.⻛扇控制：⻛扇控制部分负责产⽣⽓流，帮助导热设计将热量导出设备。
⻛扇控制的设计要考虑⻛量、⻛压、噪⾳等多个因素。
在保证⾜够的⻛量和⻛压的同时，还要尽量减⼩噪⾳，提⾼⽤户的舒适度。
此外，⻛扇控制还需要与散热设计和导热材料配合，确保整个热管理系统的有效性。
第五章 热集成
第五章热集成
5.1 换热网络设计
我国国民经济正处于一个高速发展的时期，这就不可避免地出现能源消耗的大幅度上升。
当前我国的能源消费量已超过世界能源消费总量的10%，但是我国的人均能源消费量仅约为世界平均水平的50%，这种情况表明未来我国经济发展所面临的能源问题将更加突出、更加严峻。
为了保证国民经济持续、快速、健康地发展，必须合理、有效地利用能源，不断提高能源利用效率。
换热是化工生产过程中不可缺少的一部分。
在所有的工艺流程中，都有一些物流被加热，一些物流被冷却。
所以我们可以进行冷热流股之间的匹配，让需要加热的流股去冷却需要冷却的热流股，这样进行冷热流股的匹配就可以节约公用工程的用量。
目前，换热网络集成主要有三种方法：试探法，夹点技术，数学规划法。
其中，夹点技术以其使用简单，直观和灵活的优点被广泛的使用。
但夹点技术也有其缺点，夹点在应用中的主要缺陷有两点：过于注重能量的节省，而在设备和经济上的考虑略显不足；有些夹点匹配技术（如利用分流技术来匹配物流）在工艺的难以实现。
采用夹点技术进行换热网络的设计时，除了通过物流的信息计算相关的物理参数从而满足换热匹配要求外，还要求得最小公用工程，最小换热单元数和最小换热面积；同时换热网络的设计还需要考虑到设备布置，物流是否具有腐蚀性及对换热材料的要求，更要结合实际来确定合理的节能方案。
5.2 换热网络的集成。
现代集成制造大作业
作业要求
从以下 4个方向中选择一个作为研究方向，如果实在有困 难，可自拟题目
网上查阅整理相关资料，并发挥想象力，主动思考 撰写研究报告（word），准备汇报PPT 最后一周课堂上进行汇报（3-4节课）
方向1：“工业4.0”的含义和思考
作为全球制造技术最发达的国家之一，德国政府于 2013 年提出了“工业 4.0”的战略，并在2013 年 4 月的汉诺威 工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞 争力，在新一轮工业革命中占领先机。所谓“工业4.0”
查阅资料，了解大数据的概念，思考大数据处理与应用对
于制造企业的价值，举一、两个例子
，可认为是“机械化”、“电气化”、“信息化”后工业
化发展的第4个阶段，即“智能化”
查阅网上资料，详细了解“工业 4.0”下未来工厂的特征 ，谈谈自己对“工业4.0”的理解
方向2：基于RFID的生产物流管控
生产物流是物料（在制品、零配件、原材料、半成品、工 具等）在工厂内部的流动，包括工位-工位，生产线-生产 线，车间-车间，库房-工位等等，在生产物流过程中，采 用 RFID 技术，可以实现物料的自动识别、跟踪、定位、
高精度的定位算法
查阅相关资料，了解定位原理和方法，思考其应用价值和 应用场景，简单描述常见的定位算法
方向4：大数据分析与智能决策
随着物联网等技术的大量应用，制造企业所获取的数据正 逐渐呈现大数据(Big Data)的特征，即体量大、类型多、 价值密度低、处理速度要求高。如何有效利用这些数据， 是实现智能制造需解决的问题
流向控制等等，从而大大提升物流效率
查阅文献，了解 RFID 技术在生产物流中的应用现状，通 过典型行业Βιβλιοθήκη 用案例（比如汽车），描述其应用场景
哈工大热电材料大作业
海洋可再生能源开发利用与技术进展海洋能是一种蕴藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪引起的机械能和热能。
海洋能同时也涉及一个更广的范畴，包括海面上空的风能、海水表面的太阳能和海里的生物质能[1]。
中国拥有18,000公里的海岸线和总面积达6,700平方公里的6,960座岛屿。
这些岛屿大多远离陆地，因而缺少能源供应。
因此要实现我国海岸和海岛经济的可持续发展，必须大力发展我国的海洋能资源。
海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。
海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。
地球表面积约为5.1×108km2，其中陆地表面积为1.49×108km2占29%；海洋面积3.61×108km2，以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，而海洋的平均深度却为380m，整个海水的容积多达1.37×109km3。
一望无际的大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量，它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里，不像在陆地和空中那样容易散失。
图一海洋能发电图二发电装置详解海水温差能是一种热能。
低纬度的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。
其能量与温差的大小和热交换水量成正比。
潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。
潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。
波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。
在河口水域还存在海水盐差能（又称海水化学能），入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。
在我国，海洋能开发利用意义重大，中国拥有长达1. 8万km的大陆海岸线和1. 4万km的岛屿海岸线，1万多个大小不同的海岛和岛礁，海岛缺电现象严重。
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化工过程分析与合成大作业(甲醇制丙烯过程换热网络设计)
贾锦波3120102367
1、提取流股
根据所给的流程图和aspen plus源文件，将原有换热网络打破，提取生产过程中需要换热的冷热物流。
在提取前，需先在流程图中为必要的流股进行编号，编号结果如下图绿色数字所示：
之后将过程流股与塔设备物流分别提取。
制表如下：
2、确定能量目标
将换热流股输入ASPEN ENERGY ANALYZER V8.6 软件，选用的公用工程如下图所示：
图2.1 公用工程选用
确定最小夹点温差：最小温差对于换热网络是至关重要的，温差选择较大，则会使得高品质的能量损耗，温差选择较小，则会使得传热面积无限大，使得设备的投资费直线上升。
不断改变夹点温差，计算换热网络的总投资，得到趋势图。
图2.2 总投资随最小传热温差变化曲线图
如图所示，在最小传热温差为6摄氏度时总投资达到最低，故选用6度作为后续设计的最小传热温差，并作出组合曲线和总组合曲线图分别如下。
图2.3 冷热物流的组合曲线图和总组合曲线图
由此可见，全工艺过程中有较大能量可以回用，另外，可选用多级公用工程，以更好的实现能量目标。
图2.4 自动匹配多级公用工程的总组合曲线图
同时，可从中得到夹点温度为：
热流股125℃，冷流股119℃。
此外，能量回用目标也可由软件自动计算得出：
图2.5 能量回用换热网络设计的Targets
3、换热网络设计
3.1 初选换热网络
利用Aspen Energy Analyzer V8.6 软件可推荐数十个换热网络，将计算得到的一系列换热网络与能量回用目标进行比较，计算结果如下表所示：
表3.1 推荐换热方案比较
最终依据总花费最小原则，选定换热网络，并进行自动优化，如图4.2所示：
图3.1 初选换热网络
3.2 换热网络能量分析
初选的换热网络虽可行，但显示夹点后可发现，存在不少能量利用不合理的
地方，如：
图3.2 显示夹点和回路的初选换热网络
1、有冷流股在夹点以下使用了热公用工程（如换热器E-147、E-166）.
2、还存在有冷热流股跨夹点换热的情况，如换热器E-179等。
以上两种情况都会增加公用工程的用量，应尽量避免。
3、在该网络中，有大量的回路存在，如换热器E-121与换热器E-179所构成
的回路（图中黄线所示），这将徒然增添换热器数量，在经济上并不合理。
3.3 换热网络优化
以最小公用工程用量为目标，并尽可能减少换热器数量
1、尽可能将跨夹点的换热情形去除
2、将夹点以上的冷公用工程移至夹点以下，同样，将夹点以下的热公用工程移
至夹点以上。
3、尽量避免高品位热量给低品位流股换热，即以温度相近为原则合理进行冷热
匹配。
4、网络中存在一股物流多次使用同一公用工程的几个匹配，可将其合并
以减少换热器数量。
5、找出换热网络中的回路，将其打断，并进行热负荷集成分担，以减少换
热器数量。
另外，在设计时可通过连接冷热公用工程的通路，进行网络松弛，以改变换
热器匹配使换热满足要求。
也应当时刻注意尽量避免跨夹点换热、用高品位的公
用工程为低品位流股换热。
经过以上各换热网络的优化手段，最终得到的换热网络如图3.3所示
公用工程能耗有所减少，冷、热公用工程用量分别减少到了目标用量的110.4%和
123.8%。
换热器数量由原来的69台减少到58台。
图3.3优化后的换热网络
E-186E-1863295354566189.53203.3325124-25Very Low Temperature E-131E-13129746800776129.63275.222748-49Cooling Water
E-171E-17117493530611309.32514.619612-132-3
E-217E-2172113681446392.7118.1423116-17Very Low Temperature E-213E-213177310.913585.07 6.520189136-37Cooling Water
E-215E-21514480554113346.8435.52081T2-TOP Cooling Water
E-151E-1512101286711097674707.20810T2-TOP34-35
E-138E-13858581098538278.82138.8426
MP
Steam
44-45
E-179E-17928401984623432.82578.1516T8-TOP T4-BOTTOM
E-128E-128268560060984.84180.0689142-43Cooling Water
E-130E-13094572030222.2856.67938140-41Cooling Water
E-200E-20010719534451128.21889.42446-4732-33
E-117E-1174980997119011.1465.5604120-21T5-BOTTOM
E-170E-170339071020020.8723.565091T4-TOP Very Low Temperature E-115E-1154712962019587068092.13204-530-31
E-214E-21448344997401259.71626.312410-11Cooling Water
E-162E-1628698455201631792.4324224-2526-27
E-158E-15830815918369350515824.7133T8-TOP2-3
E-218E-2182977248622572299670.28320T3-TOP Cooling Water
E-178E-178507413.820063.2123.689621T3-TOP26-27
E-180E-180 1.07E+0816533937027.34615T1-TOP T5-BOTTOM
E-182E-18223663038145979516.08312
MP
Steam
22-23
E-184E-18425870013393713.71587.2412-13Cooling Water
E-177E-1772056824112375925160.121246-4734-35
E-169E-16985884213944.457.347191T6-TOP Very Low Temperature E-118E-118295570362928.34188.68961T3-TOP T7-BOTTOM
E-195E-195295010274611.61242.11721T9-TOP44-45
E-157E-15716338161174828656.4003218-19T5-BOTTOM
E-140E-14049884242429668.91775.236414-1522-23
E-146E-146175031923940.1235.60169138-39Cooling Water
E-202E-202348602.7265452.71025.641310-1132-33
E-220E-22019630376526678.72177.3125
MP
Steam
T8-BOTTOM
E-221E-221 1.16E+0813342555672.92212
MP
Steam
T1-BOTTOM
E-222E-2226119549311861.11263.6193
MP
Steam
T9-BOTTOM
E-223E-22389597519297725212818.526
MP
Steam
T2-BOTTOM
E-224E-224427038372286.91231.27761LP Steam32-33
E-227E-22764999745672104.72836.3386
MP
Steam
2-3。