太阳能热水器性能分析与参数化设计方法研究及其软件开发

【摘要】： 我国太阳能热水器制造已成为中国可再生能源领域发展最快、规模最大、市场成熟最早的行业,家用太阳能热水器已经由逐步推广时期发展到普及阶段。太阳能热水器企业之间的竞争,也由原先盲目的市场占有份额争夺,短期的销售利润竞争,转变为企业间太阳能热水器技术创新,产品的个性化种类以及产品售后服务之间的竞争。太阳能热水器企业所面对的客户也由原先的盲目购买,不理性消费,转变为现阶段理性客户的合理消费。并且客户对太阳能热水器产品的质量、性能、使用寿命较之原先都提出了更高的技术和性能要求。这使得太阳能热水器企业间的竞争变得更加激烈,企业发展的重心逐渐开始从原先的注重扩大生产规模转移到自身的创新能力提高,加强新产品设计开发能力和引进先进的设计制造手段上来。太阳能热水器正在朝着高质量、高性能的方向发展。 本文在对真空管太阳能热水器的分析研究的基础上,对三维CAD参数化方法进行了深入研究,开发了真空管太阳能热水器的参数化设计软件。其主要内容包括: (1)建立了基于模糊神经网络技术预测真空管太阳能热水器热效率的计算模型,并编写和完善了相应的性能分析程序,实现了其热效率的预测,预测值与实验值吻合较好。为太阳能热水器热效率的预测提供了一种新的辅助手段,缩短了企业新产品的研发周期。 (2)剖析了UG三维设计软件的造型特点,较为系统地研究了其二次开发技术。总结出了应用UG二次开发技术设计开发真空管太阳能热水器零部件的一般方法;根据真空管太阳能热水器零部件的特点,合理科学的对企业产品零部件进行了分类,研究了具体零件尺寸的驱动关系,提出了不同种类零件参数化设计解决方案,在此基础上向用户提供了各个零件设计时其主动尺寸的输入界面,设计开发了太阳能热水器四大类21种零部件的三维设计程序。 (3)开发了太阳能热水器设计计算模块。简化了太阳能热水器设计过程中的繁琐的计算过程。所开发设计计算模块包涵的主要参数计算有:真空管最小间距计算,冷热水温水量,平均热损系数,系统日热性能,水箱热损系数和水箱电加热能量。 (4)分析了UG二次开发程序的运行机制,实现了太阳能热水器参数化设计系统与UG系统的集成,给用户提供了方便的调用菜单和友好的操作界面,本系统拓展了UG的功能,满足了太阳能热水器行业的专业化设计要求。 【关键词】：太阳能热水器 热效率 神经网络 UG 参数化设计 二次开发
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S210.43;TP391.72
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 真空管太阳能热水器及其热效率12-14
• 1.2 课题提出的背景14-21
• 1.2.1 太阳能热水器行业现状14-16
• 1.2.2 太阳能热水器设计过程中存在的问题16-18
• 1.2.3 国内外研究现状18-21
• 1.3 本文研究内容21
• 1.4 课题的研究意义21-22
• 第二章 基于模糊神经网络预测太阳能热水器热效率22-30
• 2.1 模糊神经网络基本理论22-26
• 2.1.1 BP神经网络学习规则22-24
• 2.1.2 模糊逻辑系统24-25
• 2.1.3 模糊神经网络技术25-26
• 2.2 基于模糊神经网络技术的太阳能热水器热效率预测26-29
• 2.2.1 影响太阳能热水器热效率的因素分析及其模糊化26
• 2.2.2 模糊神经网络的设计实现26-27
• 2.2.3 应用测试及结果分析27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 真空管太阳能热水器零件的参数化设计研究30-57
• 3.1 Unigraphics简介30-39
• 3.1.1 Unigraphics软件发展30-31
• 3.1.2 Unigraphics设计功能简介31-33
• 3.1.3 Unigraphics二次开发技术33-38
• 3.1.4 UG二次开发程序编写工具选择38-39
• 3.2 真空管太阳能热水器参数化设计的研究39-45
• 3.2.1 参数化开发原理39-40
• 3.2.2 真空管太阳能热水器零件分类40-42
• 3.2.3 真空管太阳能热水器参数化设计体系42-43
• 3.2.4 真空管太阳能热水器参数化设计关键技术43-45
• 3.3 真空管太阳能热水器参数化设计实现45-56
• 3.3.1 参数化准备45-46
• 3.3.2 对话框设计46-47
• 3.3.3 系统环境和开发环境配置47-50
• 3.3.4 程序编写50-55
• 3.3.5 程序调试与设计实现55-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 设计计算模块与系统集成设计57-69
• 4.1 真空管太阳能热水器设计计算模块57-64
• 4.1.1 计算模型建立及计算方法57-62
• 4.1.2 计算模块编程实现62-64
• 4.2 系统集成64-66
• 4.3 系统集成实现66-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 结论69-71
• 5.1 结论69-71
• 参考文献71-76
• 致谢76-77
• 学位论文评阅及答辩情况表77

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