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内部热耦合空分塔的建模、优化与控制研究任务书
一、研究背景
内部热耦合空分塔（InternalHeatIntegratedAdsorptionAirSeparation,IHI-AAS）是一种高效节能的空气分离技术，具有能耗低、环保节能、操作稳定等优点，广泛应用于制氮、制氧、气体分离等领域。然而，在实际应用中，IHI-AAS存在一些问题，如分离效率不高、产气流量不稳定、周期时间长等，因此，对于IHI-AAS的建模、优化与控制的研究已成为热点问题。
二、研究任务
1.建立IHI-AAS的数学模型
通过对热交换、物理吸附、传质等作用机理的分析和理解，建立IHI-AAS的数学模型，包括分离效率、物质平衡、能量平衡方程等。通过数值计算模拟研究IHI-AAS的稳态工作性能，验证数学模型的可行性。
2.优化IHI-AAS的操作参数
优化IHI-AAS的操作参数，包括流量、压力、温度等，以提高气体产量和分离效率。通过数值计算模拟研究，确定最佳操作参数，提高IHI-AAS的工作效率。
3.设计IHI-AAS的控制策略
基于建立的数学模型和优化的操作参数，设计IHI-AAS的控制策略，包括反馈控制和前馈控制等。通过数值模拟，研究IHI-AAS的控制性能，并验证控制策略的可行性。在此基础上，设计并实现IHI-AAS的自适应控制。
4.实验验证研究成果
在研究任务1~3的基础上，进行小型IHI-AAS实验，验证数学模型、操作参数优化和控制策略的正确性和可行性，开展问题跟踪分析，进一步优化和改进IHI-AAS技术。
三、研究目标
1.建立IHI-AAS数学模型，分析其工作机理；
2.优化IHI-AAS操作参数，提高产气量和分离效率；
3.设计IHI-AAS的控制策略，实现自适应控制；
4.实验验证数学模型、优化操作参数和控制策略的可行性，进一步改进和优化IHI-AAS技术。
四、研究方法
1.数据收集法：通过文献资料、相关行业报告数据收集，建立IHI-AAS的物理模型和基本参数。
2.理论分析法：根据IHI-AAS的工作机理，建立基本方程，研究理论模型的稳态特性和动态特性。
3.仿真计算法：建立数学模型后，通过计算机数值模拟方法，分析模型的运行行为，寻找最佳工作参数。
4.控制研究法：根据数学模型和仿真计算结果，研究IHI-AAS的控制策略，并进行数值模拟和实验验证。
五、研究意义
本研究基于建立IHI-AAS的数学模型，优化操作参数和控制策略，探究其稳态特性和动态特性等，具有以下意义：
1.提高IHI-AAS的工作效率，降低能耗，减少环境污染；
2.建立IHI-AAS的数学模型，提高知识产权和竞争力；
3.拓展空气分离技术的应用范围，促进相关行业的发展；
4.对于其他空气分离技术的研究有借鉴意义。