本文關(guān)鍵詞：基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化

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【摘要】：作為過程工業(yè)系統(tǒng)的重要子系統(tǒng),換熱網(wǎng)絡(luò)也是重要的能量回收系統(tǒng),其設(shè)計(jì)水平?jīng)Q定了過程工業(yè)的能耗和經(jīng)濟(jì)性。因此,換熱網(wǎng)絡(luò)綜合逐漸成為研究的熱點(diǎn)問題,而現(xiàn)有的綜合方法都存在一定的缺陷和局限性,需要進(jìn)一步開展研究。換熱網(wǎng)絡(luò)綜合方法主要分為分步綜合法和同步綜合法兩種,分布綜合法以夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法為代表,同步綜合法則以數(shù)學(xué)規(guī)劃法為代表。以往的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合研究大多假定流體的熱容流率為定值,實(shí)際上,流體的熱容流率是溫度的函數(shù),即流體的溫焓關(guān)系呈非線性。本文從流體的非線性溫焓關(guān)系出發(fā),分別使用夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法和基于遺傳算法的數(shù)學(xué)規(guī)劃法進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化,主要工作如下:1.在以往工作的基礎(chǔ)上,考慮了流體非線性溫焓關(guān)系的另外兩種情況,完善了基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法,系統(tǒng)地論述了非線性溫焓關(guān)系對于換熱網(wǎng)絡(luò)綜合的夾點(diǎn)溫度和能量目標(biāo)的影響。2.建立了基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)模型,在有分流的分級超結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,考慮了流體的非線性溫焓關(guān)系,去除了等溫混合的假設(shè),并運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化,其結(jié)果更加符合工程實(shí)際。3.基于MATLAB GUI界面設(shè)計(jì)平臺,在課題組自主開發(fā)的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合軟件HenDesign的基礎(chǔ)上,開發(fā)了基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)法模塊和遺傳算法模塊,并結(jié)合案例介紹了這兩個(gè)模塊的具體功能和操作步驟,為后續(xù)研究提供了方便的工具。4.運(yùn)用遺傳算法對兩個(gè)具有非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合案例進(jìn)行了研究,將其結(jié)果與假定熱容流率恒定的情況進(jìn)行對比,說明了在換熱網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化中流體非線性溫焓關(guān)系的影響以及考慮流體非線性溫焓關(guān)系的必要性。
【關(guān)鍵詞】：換熱網(wǎng)絡(luò) 非線性溫焓關(guān)系 夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法 遺傳算法 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 換熱網(wǎng)絡(luò)綜合現(xiàn)狀與進(jìn)展11-18
• 1.2.1 分步綜合法11-14
• 1.2.2 同步綜合法14-15
• 1.2.3 隨機(jī)性算法15-18
• 1.3 基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合進(jìn)展18-19
• 1.4 研究內(nèi)容19-20
• 1.5 論文創(chuàng)新點(diǎn)20-22
• 第2章 基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)法研究22-38
• 2.1 概述22-23
• 2.2 流體非線性溫焓關(guān)系存在的兩種情況23-24
• 2.3 基于非線性溫焓關(guān)系的夾點(diǎn)法24-26
• 2.4 案例分析26-36
• 2.4.1 熱虧缺區(qū)間的局部熱盈余26-32
• 2.4.2 熱盈余區(qū)間的局部熱虧缺32-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第3章 基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)遺傳算法38-56
• 3.1 換熱網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)模型38-39
• 3.2 非線性換熱網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)39-45
• 3.2.1 建立超結(jié)構(gòu)模型39-41
• 3.2.2 約束條件41-44
• 3.2.3 目標(biāo)函數(shù)44-45
• 3.3 求解策略45-49
• 3.4 求解非線性換熱網(wǎng)絡(luò)的遺傳算法理論及基本操作49-52
• 3.4.1 遺傳算法基本原理49-51
• 3.4.2 遺傳算法基本流程51-52
• 3.5 遺傳算法優(yōu)化非線性溫焓換熱網(wǎng)絡(luò)的具體流程52-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 第4章 基于MATLAB GUI的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)56-66
• 4.1 概述56
• 4.2 軟件的總體功能56-58
• 4.3 具體功能設(shè)計(jì)58-64
• 4.3.1 非線性夾點(diǎn)法模塊58-61
• 4.3.2 非線性遺傳算法模塊61-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第5章 應(yīng)用案例66-80
• 5.1 案例一66-72
• 5.1.1 問題描述 (2×2 網(wǎng)絡(luò))66-67
• 5.1.2 運(yùn)用非線性溫焓遺傳算法進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)綜合67-69
• 5.1.3 非線性溫焓遺傳算法與線性溫焓遺傳算法對比69-72
• 5.2 案例二72-79
• 5.2.1 問題描述 (5×4 網(wǎng)絡(luò))72-74
• 5.2.2 運(yùn)用非線性溫焓遺傳算法對換熱網(wǎng)絡(luò)綜合74-76
• 5.2.3 非線性溫焓遺傳算法與線性溫焓遺傳算法對比76-79
• 5.3 本章小結(jié)79-80
• 第6章 結(jié)論與展望80-82
• 6.1 結(jié)論80-81
• 6.2 展望81-82
• 符號說明82-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-90
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果90

【相似文獻(xiàn)】

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