目前,由于链棒式磁过滤器磁系结构不合理、磁选效率低等问题导致环境污染及资源消耗严重,因此通过优化工艺参数提升其性能并降低能耗具有重要意义。为了提升磁选效率,首先根据磁过滤器的结构探讨其磁场特性及评价指标,其次基于响应曲面法通过4因素3水平响应曲面实验得出磁链磁感应强度的多元二次回归方程,并由方差分析验证了其有效性。最后,选择影响磁选效率的因素作为自变量,由响应曲面分析获取交互影响因素以及符合工业一次性分选的最佳工艺组合并由实验分析得到磁极间隙、磁极直径、磁棒水平速度影响显著,磁棒长度影响不显著的结论。

熔融沉积成型(FDM)用于成型制造设备零部件已成为一种趋势,为了研究熔融沉积成型制造过程高效低碳优化问题,通过对FDM的碳排放进行量化分析,以打印速度和分层厚度为优化变量,建立以最短打印总时间效率(高效)和最低总碳排放(低碳)的多目标优化模型。并结合打印设备性能和打印质量等约束条件,采用改进的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ对模型优化求解最佳工艺参数组合,最后通过设计交叉实验并借助Design Expert中响应曲面法分析验数据,得出了面向最高能效和最高打印效率的优化工艺参数组合。验证了模型的有效性。

目前我国使用的IPCC排放因子法测算碳排放忽略了反应机理、将工业系统视作线性IO系统,碳排放量只与原燃料净发热值存在线性关系,导致碳排放监测误差大。因此,提出将MAS方法运用于高炉炼铁系统碳排放微观监测。首先,根据高炉炼铁的内部反应机理,将其划分为三个反应区进行分析并建立MAS系统;其次,将初始数据在Anylogic7平台上模拟高炉系统运行过程,并将仿真值与实际值进行回归模拟及方差分析;最后得出基于MAS的碳排放计算方法误差仅为(3.2~6.7)%,具有可靠性。

为研究工艺参数与FDM3D打印机能效耦合的复杂机理,提出一种基于田口法的FDM3D打印机工艺参数能效优化方法。通过设计田口法实验,采集了FDM3D打印机加工过程的能耗以及加工时间数据。采用信噪比分析实验数据,确定能耗和加工时间与工艺参数的关系。研究显示在实验范围内,较低的热床温度和喷头温度,以及较大的打印速度和分层厚度,可大幅减少FDM打印时间,有效降低FDM打印能耗。针对自行研制的FDM3D打印设备,分别给出了面向最高能效和最高打印效率的优化工艺参数组合。