解换热网络同步综合问题的列队竞争算法

给出了换热网络同步综合问题的数学模型和拓扑结构的描述,并确定了产生相邻换热网络的策略。在此基础上,提出了列队竞争算法解网络综合问题的计算方法。对实例问题的求解得到了优于文献报道的结果。     

群智优化算法同步综合换热网络

提出了一种同步综合换热网络的群智优化方法。采用超结构建立换热网络模型,以不同的换热网络结构为演化个体,个体的各维分别表示各换热器的换热量,以最小总费用为优化目标,同步考虑投资和运行费用,采用遗传算法优化网络结构、粒子群算法优化换热量。避免了传统方法的复杂计算,解决了各换热器的换热量受到换热条件约束并相互制约等设计的难题,提高了设计的速度和设计的智能性。仿真研究验证了方法的有效性。     

有分流换热网络同步综合

提出了一种以年综合费用最小为优化目标的有分流换热网络同步综合方法.该方法以分级超结构模型为基础建立一个不考虑等温混合假设的复杂混合整数非线性同步综合数学模型.为了合理降低控制学模型的求解难度,分级超结构中同时引入有分流并联结构和无分流串级结构.该模型的求解采用双层优化策略,外层利用遗传算法生成换热网络结构;内层利用粒子群算法优化物流分流比和换热器热负荷.采用两个典型算例和一个大规模换热网络综合问题对该方法的有效性进行了验证.     

换热网络非等温混合多目标同步最优综合

提出了一个非等温混合同步最优综合的混合整数非线性规划改进模型，可对公用工程费用、换热面积、换热设备台数以及流股的匹配选择进行多目标同时优化，且模型本身不依赖于夹点技术及其网络温差。由于采用了新算法，消除了流股分流时的等温混合线性化假设，只需求解一次混合整数非线性规划问题可得到包括分流情况在内的最优网络结果。     

多周期换热网络柔性综合与维护同步优化

提出柔性换热网络在初始设计阶段,考虑网络投入运行后,实施清洗维护时序安排的理论框架.通过柔性综合与维护同步优化,年度总费用能够进一步降低,同时网络柔性得到提高.为降低该NP难问题的计算复杂性,提出柔性换热网络初步综合和同步优化相结合的两阶段法.最后,通过计算实例验证了所提方法的有效性.     

模式搜索法实现换热网络同步最优综合

在Grossmann换热网络分级超结构的基础上,建立了用于描述换热网络的无分流两级分级超结构模型,通过对换热网络设计的3个目标(换热设备单元数、换热面积、公用工程)进行同步考虑,将模式搜索法应用到换热网络的最优综合中,建立了求解换热网络最优综合问题的数学模型.计算结果表明,模式搜索算法不可行解的剔除策略能明显提高换热网络优化的质量和效率.     

大规模无分流换热网络最优综合的模型与算法

提出了大规模无分流换热网络最优综合问题的严格的混合整数非线性规划超结构模型,该模型建立在新的超结构基础上,可包含更多可行的换热网的结构,并成功地解决了“组合爆炸”问题。同时针对该模型提出了改进的遗传算法。文中给出了大规模换热网络综合的一个工业实例;乙烯装置的换热网络改造。     

求换热网络最小换热单元数的Hopfield神经网络模型 …

着重介绍了换热网络最小换热单元数的混合求解方法中Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络模型的常系数,指数因子,迭代步长等参数的选择,各参数的确立建立在大量试验的基础上,这些参数的取值范围能够适用于不同规模的求最小换热单元数的换热网络综合问题。     

基于竞争机制差分进化算法的无分流换热网络优化

换热网络综合问题是典型的混合整数非线性规划问题,所建立的数学模型具有非凸、非线性的特征,优化求解易陷入局部最优。本文提出了一种竞争机制下的差分进化算法并应用于换热网络综合问题。首先,利用拉丁超立方实验设计方法获得初始种群,使其均匀分布在解空间中,以保证初始种群的多样性。其次,引入竞争机制,将整个种群分为竞争胜利群体与竞争失败群体,对竞争胜利群体采用反向随机搜索与贪婪选择相结合的方式进行深度优化;竞争失败群体则通过向竞争胜利群体学习,提升竞争失败群体的质量。在对个体进行变异操作时引入自适应收缩因子,提高算法的全局优化能力与局部优化能力。对典型案例的验证结果表明,与其他算法相比,利用该算法可以获得年综合费用更低的换热网络设计方案,可以用来求解中等规模的换热网络综合问题。     

基于遗传模拟退火算法的带约束换热网络综合问题

对大规模换热网络综合ＮＰ－困难问题,构造一新模型,并证明了新模型与原问题的等价性,由于新模型不仅能计算出优化变量所在的可行域,避免了传统遗传算法应用惩罚函数的方法处理约束条件时产生的大量不可行解的缺陷,而且新模型中的优化变量数成倍减少,增强了遗传算法获得全局最优解的能力。     

Entransy dissipation minimization for optimization of heat exchanger design

In this paper,by taking the water-water balanced counterflow heat exchanger as an example,the entransy dissipation theory is applied to optimizing the design of heat exchangers.Under certain conditions,the optimal duct aspect ratio is determined analytically.When the heat transfer area or the duct volume is fixed,analytical expressions of the optimal mass velocity and the minimal entransy dissipation rate are obtained.These results show that to reduce the irreversible dissipation in heat exchangers,the heat exchange area should be enlarged as much as possible,while the mass velocity should be reduced as low as possible.     

一种换热器网络优化新方法

基于遗传算法和神经网络的多层感知器模型的有机结合,提出一种优化换热器网络的新算法和一种新的编码方法－基因矩阵,这种算法根据遗传适应度（目标函数）的大小,以随机搜索方式寻找在求解区域的最优解,采用神经网络多层感知器模型实现换热器网络的结构优化和参数变化。经过遗传－感知模型优化并与外逼近算法做了比较,表明采用此法优化多维、多峰、非凸的换热器网络也具有很好的适应性。     

Theoretical analysis of a method for segmented heat exchanger design

In the process of the design of heat exchangers,it is difficult to establish the factors governing the optimal points of the design objective functions due to the contradictions and uncertainties of the design objectives.The variation of fluid properties is one of the main factors causing this type of uncertainty.Conventional design methods have not completely solved these problems.In the present work,based on the logarithmic mean temperature difference,a new heat exchanger design method(called the segmented design method) is proposed which takes into account the variation of fluid properties with respect to the temperature.In this method,the whole heat exchanger is first divided into several segments.Then by applying the principle of the conservation of energy and taking into account the initial conditions as well as the connecting conditions of the adjacent segments,the inlet and outlet temperatures of each segment are determined.Finally,the application of the logarithmic mean temperature difference method on each segment defines the heat transfer area.     

多夹点换热网络综合与分析

在石油化工等现代过程工业中,经常会遇到具有相变的过程物流,这些物流很容易使系统出现多个夹点。利用Ｌｉｎｎｈｏｆｆ的夹点理论对系统进行启发式综合时,可根据夹点的具体位置将系统划分为若干个子系统,在这些系统中进行有效的综合。实际综合结果表明,采用这种方法能合理地分配系统的公用工程消耗,对促进系统的可控性、可操作性和运转的安全性具有一定的指导意义。     

波纹管壳式汽-水换热器的开发与设计

分析和研究了波纹管的传热性能 ,并对某地集中供热工程使用的波纹管壳式汽 -水换热器进行了选型和设计 ,为这种新型元件应用到换热领域提供了一定的理论和设计依据     

列管式换热器遗传算法的优化设计

应用遗传算法对列管式换热器进行优化设计,并通过分析列管式换热器数学模型的自由度,给出了能保证各变量独立的决策变量确定方法,以及根据经济指标确定出适应度函数.结果表明,采用遗传算法比传统的优化设计方法更准确、有效.     

管壳式换热器选型软件的开发

结合换热器设计的特点,分析管壳式换热器设计选型的算法,给出软件设计的总体方案。建立标准型号换热器的Access数据库,以便选型程序调用,利用Excel生成最终计算报表,利用AutoLisp语言实现管壳式换热器标准图形的参数化设计,并生成最终工程图,实现了管壳式换热器的设计选型。