工程热力学课程设计(论文)模板_V2.0

电器部分采用自动控制比较容易实现，考虑到电器元件易发热等问题……
……
2.2机械部分
机械部分设计如图1所示，……
设计时考虑的主要问题：
……
3理论设计计算
……
4工作原理及性能分析
……
完成制作后，作品实物外形照片见图9。
5创新点及应用
1）适用于不同类型家庭电器。
2）操作和控制简便，容易地使用它。
3）……。
(8)
式中， 、 、 均为8维列向量。
由初始条件，根据(8)式可得
(9)
另由(39)式可得
(10)
式中，
t=0时，由方程(9)和(10)可得
(11)
因此，要想求得 ，只需求解由(11)式分别取n=1,2, ,k组成一个线性方程组即可（n为整数，是幂级数的阶数），再将 代入(4-22)式即可求得该步长内点堆中子动力学方程组的解，然后将所得末点值作为下一个时间步长的初始值重新计算，如此迭代循环可以得到整个时间段内的解。
3.548
9.311
2.288
1.708
0.1316
0.01794
10
0.04299
0.1033
28.23
85.78
22.88
17.43
1.355
0.1851
20
0.04294
0.9515
260.1
790.2
210.7
160.5
12.48
1.705
30
0.04245
8.654
2372
7197
1917
参考文献
[1]xxx，xxx．家用电器节能现状和发展．节能机械，2001，23(3)：275-279
[2]xxx．节能技术基础．xxxxxx出版社，1996：15-47
[3]xxxxx，xxxx．xxx，xxx译．机器人操作的数学导论．xxxx出版社，1998：11-67
[4]Lee H Y, Reinholtz C F. Inverse kinematics of serial-chain manipulators[J]. ASME Journal of Mechanical Design. 1996, 118(3): 396-404
210.7
160.5
12.48
1.705
30
0.04245
8.652
2371
7196
1917
1460
113.5
15.50
40
0.03820
70.42
1.975×104
5.926×104
1.566×104
1.190×104
924.0
126.2
50
0.01426
278.8
8.930×104
2.503×105
3．图表要求
插图按序编号，并加图名（位于图下方），采用嵌入型版式。图中文字用小五号宋体，符号用小五号Times New Roman（矢量、矩阵用黑斜体）；坐标图的横纵坐标应标注对应量的名称和符号/单位。
表格按序编号，并加表题（位于表上方）。采用三线表，必要时可加辅助线。
4．论文结构（仅作参考）
考虑温度反馈的点堆中子动力学求解
2采用绝热模型的幂级数法
考虑温度对反应性的反馈作用时，反应性 不但是时间的函数，还是中子通量密度或中子密度n(t)的函数，因此考虑6组缓发中子效应的点堆中子动力学方程变为非线性方程组。不考虑外加中子源时，方程组具有如下形式：
(1)
(2)
(3)
(4)
式中，T(t)为核反应堆温度，K；T(0)为T(t)的初始值，K；Tc为堆芯平均冷却剂温度（不随时间变化），K；1/γ可被理解为热能由燃料传递给冷却剂的平均时间，s； 为初始时引入的阶跃反应性； 为反应性温度系数 ，K-1。
在全国大中城市，家用电器普及数量很多，所有电器都有待在节能措施实施改进，因此应用前景很广。
图1家用节能机构原理图
……
正文中表示物理量的符号，表示点、线、面的字母均用Times New Roman斜体；
表示法定计量单位、词头的符号、函数等，化学元素符号均用Times New Roman正体。
（空一行）
当迭代计算进行第一步时， 均为零矩阵，则(11)式可化简为
(12)
进行后续迭代计算时，则有[4]：
且 (i 2)均为零矩阵，则(11)式可化简为：
(13)
其中， 。
计算时采用参考文献[5]中给出的反应堆特性参数及初始条件。平均中子代时间Λ=5×10-5s，缓发中子总份额β=0.0065，6组缓发中子份额及先驱核衰变常数如表1所示。 =-0.00306β，K=7.6886×10-5K/J，初始条件： =0.043β，n0=0.01W。
表1六组缓发中子份额及先驱核衰变常数
组数i
1
2
3
4
5
6
份额βi(×10-3)
0.22
1.42
1.27
2.57
0.75
0.27
衰变常数λi(s-1)
0.0124
0.0305
0.111
0.301
1.14
3.01
将计算得到的100min内方程组的解随时间变化的部分结果列于表2中。参考文献[5]中对考虑简单温度反馈的点堆中子动力学方程求解时没有采用简化模型，其计算结果还是比较准确的，将其作为标准参考值与自己用幂级数法采用绝热模型编程求得的结果进行比较。参考文献[5]中给出的100min内方程组的解随时间变化的部分结果见表3。
表格按序编号，并加表题（位于表上方）。采用三线表，必要时可加辅助线。
4．字号、字体要求（仅作参考）
家用电器节能系统设计说明书
学号：×××；班号：×××；设计者：×××
（空一行）
作品内容简介
通过实验设计了一套家用电器节能系统……（400—600字以内）
（空一行）
1研制背景及意义
2设计方案
2.1电器控制
学号：×××；班号：×××；作者：×××
摘要：本文分别用采用绝热模型的幂级数法和Simulink动态仿真的方法，对考虑简单温度反馈的点堆中子动力学方程的进行求解。得到了考虑简单温度反馈时，反应性、反应堆功率、缓发中子先驱核浓度，反应堆温度随时间的变化情况，并通过对引入小阶跃反应性情况下计算结果的分析得出了绝热模型的适用范围。
3.13周周五（本学期最后一次课）交论文，需同时提交打印版（需装订）和电子版（Word文档，Word2000以上版本）各1份。提交电子版时，文件题目格式：学号_姓名，如“001_张三”，由各班负责人收齐后提交。不按要求提交论文按无效提交处理。
设计类参考格式
1．总体要求
全文控制在8页A4纸以内，设计作品类应包括下列内容：作品背景、设计制作中解决的关键技术问题的描述、作品或模型的图片、创新特色、预计应用前景等、参考文献等。采用word 2000及以上版本编排。
1272
2936
681.5
501.9
38.46
6.237
100
-0.0295
0.7945
339.2
793.7
185.2
136.6
10.47
1.426
图1反应性的相对误差随时间变化
图2功率的相对误差随时间变化
图3缓发中子先驱核浓度的相对误差随时间变化
由图1至图3可以看出由采用绝热模型的幂级数法计算得到前40min之内方程的结果与参考文献[5]中的结果间的相对误差非常小，但之后随着时间的增长相对误差明显增大，100min时反应性的相对误差已达到约0.46，反应堆功率和缓发中子先驱核浓度的相对误差已达到约0.68。
分析误差产生的主要原因应该是计算时采用了绝热模型这一简化处理，由于初始时引入了一个较小的阶跃反应性，中子的增殖或功率的增长要在较长时间内完成，在开始的较短时间内可以忽略反应堆的热量损失，这时绝热模型是适用的，因此在采用绝热模型计算的前一段时间的结果还是非常准确的，但随着时间的增长，反应堆有足够的时间将热量传递出去，此时采用绝热模型就会使求得的温度随时间变化比实际情况下快，从而使反应性的变化也快于实际情况。
由表2和表3可以看出，在取四位有效数字的情况下，前30min内自己用幂级数法编程求得的结果与参考文献[5]中给出的结果基本完全相同，而30min后的计算结果与文献[5]中的结果开始产生明显的差距。可见绝热模型在阶跃反应性引入的初始一段时间还是非常适用的。
为了更清楚地了解采用绝热模型的幂级数法的计算精度，求取其计算结果与参考文献[5]中给出结果的相对误差，得到相对误差随时间变化的曲线如图1至图3所示。
1460
113.5
15.51
40
0.03825
70.51
1.976×104
5.933×104
1.568×104
1.191×104
925.2
126.4
50
0.01468
282.2
9.018×104
2.531×105
6.396×104
4.802×104
3709
506.0
60
-0.0224
205.2
8.243×104
39Βιβλιοθήκη Baidu5
8744
1998
1466
112.2
15.27
90
-0.0429
1.493
692.0
1537
350.8
257.4
19.70
2.681
100
-0.043
0.2600
120.6
267.6
61.09
44.83
3.429
0.4668
表
t(min)
($)
n(W)
C1
C2
C3
C4
C5
C6
0
0.043
0.01
采用绝热模型对方程组进行简化，认为热量传递的时间常数 与功率偏离的时间相比很大，可忽略热量损失，即 。则有
(5)
由(4)和(5)式可得：
(6)
将方程(1)、(2)、(6)改写为如下矩阵形式：
(7)
式中，y(t)为8维列向量，M(t)为(8) (8)矩阵：
利用幂级数作为基函数对(7)式在一个时间步长内展开为：
论文类参考格式
1．总体要求
不少于3000字，全文控制在8页A4纸以内。论文应包括下列内容：摘要、关键词、引言、综述、结论、参考文献等。采用word 2000及以上版本编排。
2．页面要求
A4页面。页边距：上25mm，下25mm，左、右各20mm。正文采用小四号字体，标准字间距，单倍行间距。不要设置页眉，页码位于页面底部居中。
2.019×105
4.768×104
3.524×104
2704
368.3
70
-0.0355
53.99
2.382×104
5.469×104
1.264×104
9295
711.9
96.93
80
-0.0356
12.09
5362
1.225×104
2830
2082
159.5
21.71
90
-0.0328
2.917
关键词：温度反馈、幂级数法、Simulink仿真、绝热模型
1引言
在核反应堆实际的运行过程中，反应性是不断变化的，影响其变化的因素有很多，在中子动力学分析中注重的是反应堆在启动、停堆和功率调节过程中短期内中子密度随着时间的变化关系，因此可以不考虑燃料的燃耗和裂变产物的积累对反应性的影响，只需要考虑温度对反应性的影响。考虑温度反馈可以对反应堆功率的瞬态行为和其它反应堆堆芯系统变量进行估计，这些变量都是紧密耦合的，考虑温度反馈的点堆中子动力学方程为非线性方程组，求解比较困难。以前尝试的求解方法多数只适用于瞬发临界。目前对于考虑温度反馈且引入大阶跃反应性（反应堆处于超瞬发临界）的情况，主要采用诺德黑姆-福赫斯模型[1]进行处理，可得到较好的结果，但其只针对考虑单组缓发中子效应的问题。比较常见的反应性反馈的数学模型还有准稳态模型和绝热模型[2]，其中绝热模型因其形式简单，能大大降低方程求解的难度，得到了广泛地应用。但由于其忽略了反应堆的热量损失，在一些情况下并不适用。
本文在求解考虑温度反馈的点堆中子动力学方程时就采用了绝热模型，并应用求解点堆中子动力学方程综合性能较好的幂级数法[3]进行编程求解，并对所得结果进行分析。此外，还在不应用简化模型的情况下，对考虑温度反馈的点堆中子动力学方程中的各变化量进行Simulink动态仿真，得到了反应性、反应堆功率、缓发中子先驱核浓度，反应堆温度随时间的变化情况。
表2幂级数法计算结果
t(min)
ρ($)
n(W)
C1
C2
C3
C4
C5
C6
0
0.043
0.01
3.548
9.311
2.288
1.708
0.1316
0.01794
10
0.04299
0.1033
28.23
85.78
22.88
17.43
1.355
0.1851
20
0.04294
0.9514
260.1
790.1
6.322×104
4.745×104
3665
500.0
60
-0.024
194.3
7.876×104
1.919×105
4.521×104
3.339×104
2561
348.9
70
-0.0391
46.24
2.084×104
4.723×104
1.085×104
7968
609.8
83.02
80
-0.0423
8.505
《工程热力学》课程设计（论文）
题目
学号
姓名
院系
专业
完成日期
授课教师
得分
要求：
1.论文内容（任选其中一类）：
a）新能源/可再生能源开发与利用现状综述（论文类）；
b）国防技术（航空、航天、航海）领域中的新兴动力技术（论文类）；
c）热力学研究进展（论文类）；
d）节能减排装置/系统设计（设计类）。
2.不能从网上下载，抄袭；
2．页面要求
A4页面。页边距：上25mm，下25mm，左、右各20mm。正文采用小四号字体，标准字间距，单倍行间距。不要设置页眉，页码位于页面底部居中。
3．图表要求
插图按序编号，并加图名（位于图下方），采用嵌入型版式。图中文字用小五号宋体，符号用小五号Times New Roman（矢量、矩阵用黑斜体）；坐标图的横纵坐标应标注对应量的名称和符号/单位。