基于非逆流传热的热交换网络系统的3E优化

2020-12-30 1104

论文摘要

考虑非逆流传热对换热设备传热温差、壳数和面积的影响,对包含非逆流换热设备的热交换网络系统进行优化设计。基于非等温混合分流分级超结构,采用能源、经济和环境(3E)综合评价指标,引入温差修正系数,建立了热交换网络多目标混合整数非线性规划(MO-MINLP)模型,并基于非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)提出了系统性的求解策略和求解方法。应用案例研究表明,涉及非逆流传热的热交换网络,其优化设计结果与基于纯逆流换热假设的设计结果有很大区别,且仅对基于纯逆流换热假设的设计结果进行修正并不能得到最优解,必须在建模中考虑温差修正效应的影响,从而保证设计结果的优化性、可靠性和实用性;3E评价反映了热交换网络系统在经济、能耗和环境影响之间的权衡和约束关系,使系统的设计更加实际,同时多目标的优化方法不但可以获得与单目标经济优化相当的最经济的结果,而且提供了多样性的优化解集供选择,提高了设计的灵活性,可以满足不同的设计需求。

论文目录

  • 1 非逆流传热的热交换网络系统描述
  • 2 多目标优化数学模型
  •   2.1 目标函数
  •   2.2 约束条件
  •   2.3 换热器温差修正系数FT和壳数NS的计算
  • 3 求解策略及优化方法
  • 4 仿真验证与分析
  •   4.1 考虑温差修正的必要性
  •   4.2 温差修正对目标函数的影响
  •   4.3 多目标间的权衡关系分析
  • 5 结论
  • 符号说明
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 蒋宁,郭风元,韩文巧,刘华菁,林露

    关键词: 热交换网络,非逆流传热,温差修正,多目标优化,非支配排序遗传算法

    来源: 化工进展 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 动力工程,自动化技术

    单位: 浙江工业大学机械工程学院

    基金: 浙江省自然科学基金(LY18E060010),国家自然科学基金(51206147)

    分类号: TP18;TK124

    DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0857

    页码: 761-771

    总页数: 11

    文件大小: 2003K

    下载量: 55

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