节能减排技术丛书 气压传动系统排气回收节能技术
作者：石运序，吴莉莉，张建旭
出版时间：2019年版
内容简介
《气压传动系统排气回收节能技术》全面阐述了气罐式和微型涡轮发电装置排气回收节能技术。主要内容包括，概述目前气动执行元件排气节能的研究现状及需要解决的问题；建立排气回收控制系统数学模型的方法，并对排气回收系统的数学模型进行了动态特性模拟，分析相关参数对气动系统的影响，为研究排气回收效率的评价方法提供理论依据；构建排气回收实验测试系统，并通过实验研究排气回收控制系统的基本特性，以获得附加排气回收装置对气缸动态特性的影响规律；根据排气回收系统的数学模型以及气体热力学基本定律对气缸排气回收控制过程进行深入分析，总结并设计出回收能量较多且对气缸运动特性影响较小的两种排气回收装置，并对其有效性进行了验证；通过对排气回收系统热力学特性以及系统能量传递和转换过程的分析，给出排气回收系统回收效率的评价方法，并进行相关的实测计算。《气压传动系统排气回收节能技术》可供气压传动系统研发、设计的工程技术人员使用，也可供高等院校流体传动与控制专业的师生阅读。
目录
前言
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第1章绪论1
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1?1气压传动系统节能的研究背景和意义1
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1?2气压传动系统排气节能研究现状3
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1?2?1将排气能量转换成其他形式能量的节能研究状况3
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1?2?2设计节能回路减少排气腔耗气量以实现节能的研究状况4
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1?2?3气罐式排气回收节能研究状况6
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1?3有待研究解决的问题8
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1?3?1气罐式排气回收节能技术8
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1?3?2微型排气回收高效节能涡轮发电再利用技术10
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第2章排气回收控制系统的数学建模及仿真11
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2?1功率键合图法的基本思想及其在气动系统仿真领域的实现11
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2?2气罐式排气回收控制系统键合图模型的建立15
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2?2?1排气回收系统的工作原理16
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2?2?2系统键图模型的建立17
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2?3气罐式排气回收控制系统数学模型的建立22
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2?3?1能量方程23
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2?3?2气缸活塞的运动方程23
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2?3?3流量方程24
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2?4气罐式排气回收系统仿真模型的建立与实验验证26
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2?4?1仿真模型的建立27
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2?4?2仿真模型的实验验证27
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2?5微型排气回收涡轮发电系统相关数学模型的建立与实验验证30
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2?5?1基于AMESim的气动系统动态特性数学模型的建立30
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2?5?2AMESim仿真模型的实验验证31
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2?5?3涡轮叶片受力模型的建立32
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2?5?4微型涡轮输出转矩分析34
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2?6小结36
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第3章排气回收节能系统基本特性的实验373?1实验内容及方法37
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3?1?1气罐式排气回收实验台搭建37
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3?1?2气罐式排气回收节能实验内容39
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3?1?3微型排气回收涡轮发电系统实验台搭建39
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3?1?4微型排气回收涡轮发电系统实验内容41
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3?1?5实验数据处理41
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3?2气罐式排气回收时对气缸动态特性的影响44
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3?2?1对气缸两腔压力的影响44
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3?2?2对气缸活塞运动特性的影响47
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3?3气罐式排气回收切换控制压差的理论分析50
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3?3?1数学模型的简化51
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3?3?2回收系统中影响气缸动态特性的因素分析52
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3?3?3排气回收切换控制压差的推导57
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3?4气罐式排气回收切换控制压差的实验59
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3?4?1实验内容及方法59
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3?4?2实验结果及分析59
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3?5气罐式排气回收切换控制判据及控制策略分析62
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3?6微型涡轮发电系统对气缸动态特性的影响62
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3?6?1不同气源压力下对气缸两腔压力的影响62
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3?6?2不同气源压力下对气缸活塞运动特性的影响64
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3?7小结65
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第4章排气回收装置的设计与实验664?1气罐式排气回收控制装置的设计与实验66
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4?1?1定差减压阀控制装置66
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4?1?2差压开关控制装置70
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4?1?3气罐式排气回收控制装置的比较分析72
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4?2微型排气回收涡轮发电装置的设计与实验74
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4?2?1气缸排气侧冲击能量的分析75
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4?2?2微型涡轮发电系统的性能需求分析76
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4?2?3微型涡轮发电系统的方案设计77
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4?2?4微型涡轮发电装置的详细结构设计与优化78
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4?2?5微型涡轮输出特性数值模拟80
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4?2?6微型蜗壳结构优化设计分析83
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4?2?7微型涡轮系统发电的特性86
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4?2?8微型涡轮发电系统结构优化设计89
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4?3小结91
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第5章排气回收系统回收效率的评价方法935?1气罐式排气回收系统的能量传递和转换过程分析93
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5?2气罐式排气回收效率评价方法的理论分析94
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5?2?1气缸排气腔初始能量分析94
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5?2?2回收能量分析95
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5?2?3气缸驱动腔能耗增加率的理论分析及实验97
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5?2?4排气回收效率的评价方法101
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5?3气罐式排气回收效率的实验101
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5?4微型排气回收涡轮发电系统转换效率的分析103
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5?4?1输入能量分析103
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5?4?2输出能量分析104
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5?4?3微型涡轮发电系统效率计算105
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5?4?4效率实测分析105
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5?5小结106
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后记总结与展望108
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附录Matlab/Simulink仿真程序110
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参考文献114气压传动系统排气回收节能技术目录
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