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用改进的遗传算法进行多流股换热器网络综合(英文) 被引量:4
1
作者 魏关锋 孙亚琴 +3 位作者 贺高红 姚平经 罗行 罗采尔.威尔佛莱德 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期218-223,共6页
建立了有分流情况下换热器网络综合的数学模型,该模型改进了文献中等温混合的不合理假设.有分流情况下的换热器网络综合问题本质上是一个混合整数非线性规划(MINLP)问题.这类问题的非凸非线性特性使得目标函数存在多个局部最优解.传统... 建立了有分流情况下换热器网络综合的数学模型,该模型改进了文献中等温混合的不合理假设.有分流情况下的换热器网络综合问题本质上是一个混合整数非线性规划(MINLP)问题.这类问题的非凸非线性特性使得目标函数存在多个局部最优解.传统的基于梯度的搜索方法在处理这类问题时由于计算规模庞大且极易陷于局部最优解而不再适用.因此对遗传算法进行多流股换热器网络综合的方法进行了研究,最后通过例题证明了方法的有效性. 展开更多
关键词 遗传算法 多流股换热器网络综合 教学模型 非等温混合 混合整数非线性规划模型
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用遗传算法进行多流股换热器网络综合的研究 被引量:19
2
作者 魏关锋 姚平经 +1 位作者 罗行 Roetzel Wilfried 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期425-430,共6页
建立了多流股换热器网络综合数学模型,该模型改进了文献中等温混合的不合理假设。多流股换热器网络综合问题本质上是一个混合整数非线性规划问题(MINLP),这类问题的非凸非线性的特性使得目标函数存在多个局部最优解。传统的基于梯度的... 建立了多流股换热器网络综合数学模型,该模型改进了文献中等温混合的不合理假设。多流股换热器网络综合问题本质上是一个混合整数非线性规划问题(MINLP),这类问题的非凸非线性的特性使得目标函数存在多个局部最优解。传统的基于梯度的搜索方法在处理这类问题时由于计算规模庞大且极易陷于局部最优解而不再适用,而遗传算法却为解决这类问题提供了很有希望的一个方向。因而对遗传算法求解多流股换热器网络综合问题进行了研究,提出了可以自动产生可行的多流股换热器网络的方法策略,最后通过两个例题说明所提方法是可行的。 展开更多
关键词 多流股换热器网络综合 非等温混合 混合整数非线性规划数学模型 遗传算法
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多流股换热器网络综合问题的优化算法设计 被引量:1
3
作者 魏关锋 钱宇 姚平经 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期6-12,共7页
多流股换热器网络综合问题是一个混合整数非线性规划问题(M INLP),这类问题规模大、约束条件多,严重的非凸非线性使得目标函数存在多个局部最优解.传统的基于梯度的优化算法在求解时极易陷于局部最优.有鉴于此,本研究采用遗传算法解决... 多流股换热器网络综合问题是一个混合整数非线性规划问题(M INLP),这类问题规模大、约束条件多,严重的非凸非线性使得目标函数存在多个局部最优解.传统的基于梯度的优化算法在求解时极易陷于局部最优.有鉴于此,本研究采用遗传算法解决此类问题,通过对遗传算法进行改进,针对简单遗传算法存在的早熟和运行参数难以确定的问题,设计了多样性保持算子和多种群进化的算法结构;计算时运行参数自适应确定,并把模拟退火算法思想引入遗传算法子代的生成中去.实例证明,采用所构造的算法可有效求解M INLP问题,并有利于寻求到全局最优解. 展开更多
关键词 多流换热网络 混合整数非线性规划 改进遗传算法 多样性保持算子 并行算法结构
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低温过程多流股换热器网络综合 被引量:2
4
作者 马相坤 姚平经 +3 位作者 Lou Xing Roetzel Wilfried 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期490-495,共6页
多流股换热器主要应用在低温过程领域.本文针对低温过程换热器网络的特点,基于流股虚拟温度的T-H图提出了利用遗传/模拟退火算法进行低温过程换热网络综合的方法.低温过程传热温差较小,在流股温差贡献值的选取上充分考虑了流股热力学平... 多流股换热器主要应用在低温过程领域.本文针对低温过程换热器网络的特点,基于流股虚拟温度的T-H图提出了利用遗传/模拟退火算法进行低温过程换热网络综合的方法.低温过程传热温差较小,在流股温差贡献值的选取上充分考虑了流股热力学平均温度的影响,使其取值更加合理;冷公用工程的利用不同于常温换热网络,温度越低其相应的费用越高,通过采用分批-逐次利用的原理分配冷公用工程,得到冷公用工程的温位及相应的匹配位置,能够有效地利用过程系统的传热温差,降低换热网络的操作费用;该方法利用虚拟T-H图法产生初始解,具有决策变量少,产生初始解均为可行的特点,能显著提高遗传模拟退火算法的计算效率,并适用于不同材质、不同传热膜系数网络的设计和优化;以国内某乙烯装置脱甲烷塔预冷系统综合为实例进行了分析. 展开更多
关键词 低温过程 冷箱 多流换热 换热网络综合 虚拟温度
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热负荷和超结构级数对多流股换热器网络综合的影响
5
作者 罗立 姚平经 +2 位作者 罗行 ROETZEL Wilfried 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期116-120,共5页
多流股换热器网络是一种复杂的换热器网络.在优化的双流股换热器网络的基础上进行多流股换热器网络的综合.在考虑工程应用中换热器热负荷受限制的条件下,通过对换热器网络超结构模型中级数进行合理的取值,来减少遗传模拟退火算法程序的... 多流股换热器网络是一种复杂的换热器网络.在优化的双流股换热器网络的基础上进行多流股换热器网络的综合.在考虑工程应用中换热器热负荷受限制的条件下,通过对换热器网络超结构模型中级数进行合理的取值,来减少遗传模拟退火算法程序的计算量和提高计算效率;同时确定了级数的设定方法.最后将级数的设定方法应用于两个例题,效果良好. 展开更多
关键词 超结构 级数 热负荷 多流换热 换热网络 遗传模拟退火算法
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多股流紧凑式换热器优化设计方法:高温电解制甲烷系统案例分析
6
作者 何芝飞 李承周 +2 位作者 杨志平 杜智宇 王利刚 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第18期7167-7176,I0012,共11页
“双碳”战略和可再生发电装机规模化发展背景下,固体氧化物电解(solid oxide electrolysis,SOE)制氢及其衍生物是解决可再生电力消纳的新途径。SOE高温运行需要配置换热器和风机等辅助部件维持系统内部热动力学平衡,合理的换热器设计... “双碳”战略和可再生发电装机规模化发展背景下,固体氧化物电解(solid oxide electrolysis,SOE)制氢及其衍生物是解决可再生电力消纳的新途径。SOE高温运行需要配置换热器和风机等辅助部件维持系统内部热动力学平衡,合理的换热器设计对于提高系统紧凑性和能效具有重要意义。该文提出一种基于非支配排序遗传算法的多股流紧凑式换热器多目标优化设计方法,对多股流板翅式换热器外形尺寸和翅片参数进行同步优化,并以累计热负荷均方差为指标对换热器层排列进行优化。以SOE制甲烷系统为研究对象,结果表明,翅片频率是影响系统紧凑度的关键因素,翅片频率从444增加到786 m^(-1),换热器体比表面积从643增大到1116 m^(2)/m^(3),但换热器摩擦因子和流动耗功分别增加10.7%和0.2 kW;通过优化层排列方式,累计热负荷均方差降低0.6 kW。对于SOE制甲烷系统气气换热器,四股流紧凑式换热器(35 kW)与两股流换热器(28 kW)相比,体积减小88%。该方法同步优化了多股流板翅式换热器外形尺寸、翅片参数与层排列方式,可以为多股流换热器高温场景应用提供一定参考。 展开更多
关键词 固体氧化物 电解制甲烷 紧凑式换热 遗传算法 层排列
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多股流换热器网络及其衍生网络法综合优化
7
作者 崔国民 陆贞 张勤 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期533-536,共4页
在介绍了多股流换热器网络特点及其与传统网络区别的基础上,提出了一种基于衍生网络的多股流换热器网络综合优化方法,重点在衍生网络的生成、多股流换热器网络的合成以及全局优化格式的生成等方面进行了探讨,结果表明,采用衍生网络的方... 在介绍了多股流换热器网络特点及其与传统网络区别的基础上,提出了一种基于衍生网络的多股流换热器网络综合优化方法,重点在衍生网络的生成、多股流换热器网络的合成以及全局优化格式的生成等方面进行了探讨,结果表明,采用衍生网络的方法能够实现多股流换热器网络的优化. 展开更多
关键词 换热网络 衍生网络 优化
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多股流换热器网络衍生约束法研究及应用 被引量:1
8
作者 陆贞 崔国民 +1 位作者 高孝忠 张勤 《石油机械》 北大核心 2007年第2期15-18,70-71,共4页
针对复杂多股流换热器网络综合与优化问题,提出了基于两股流换热器网络优化与综合的多股流换热器网络优化综合方法,并由此方法得到了多股流换热器网络优化结构。在此基础上,重点分析和讨论了多股流换热器网络的衍生约束优化方法的具体... 针对复杂多股流换热器网络综合与优化问题,提出了基于两股流换热器网络优化与综合的多股流换热器网络优化综合方法,并由此方法得到了多股流换热器网络优化结构。在此基础上,重点分析和讨论了多股流换热器网络的衍生约束优化方法的具体运用。结果表明,多股流换热器的引入能够简化网络并节省投资;与基于两股流换热器网络的优化方法相比,衍生约束方法更具优越性:不仅能保证整体网络的优化指标,而且能兼顾多股流换热器的性能,可以得到更优的网络优化结构。 展开更多
关键词 换热 网络 衍生约束 优化
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多股流板翅式换热器的微分与优化数值研究 被引量:14
9
作者 彭波涛 罗来勤 +3 位作者 王秋旺 邓斌 罗行 陶文铨 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期876-881,共6页
采用微分计算模型对多股流板翅式换热器的优化设计问题进行了研究 ,提供了一种有效的通道排列方法 ,并编制出了相应的计算程序 .利用该程序 ,对不同初始长度和不同片厚的多种情况进行了计算 .计算结果发现 ,换热器初始长度对最终的收敛... 采用微分计算模型对多股流板翅式换热器的优化设计问题进行了研究 ,提供了一种有效的通道排列方法 ,并编制出了相应的计算程序 .利用该程序 ,对不同初始长度和不同片厚的多种情况进行了计算 .计算结果发现 ,换热器初始长度对最终的收敛长度没有影响 ,但片厚对计算结果的影响较大 . 展开更多
关键词 板翅式换热 微分计算模型 通道排列 数值研究
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多股流换热器设计的量纲1温差场均匀性优化因子 被引量:14
10
作者 吕岩岩 崔国民 +1 位作者 郭佳 李美玲 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2469-2473,共5页
The concept of dimensionless temperature-difference uniformity optimization factor was proposed.The application of this factor to path arrangement was studied.The study showed that dimensionless temperature-difference... The concept of dimensionless temperature-difference uniformity optimization factor was proposed.The application of this factor to path arrangement was studied.The study showed that dimensionless temperature-difference uniformity optimization factor was an effective evaluation criterion of path arrangement of multi-stream heat exchangers and the design of multi-stream heat exchangers could be guided by this factor. 展开更多
关键词 温差均匀性优化原则 换热 通道排列
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多组分多股流相变换热器的传热计算 被引量:4
11
作者 陈长青 胡礼林 +1 位作者 程忠俊 龙华扶 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期206-211,共6页
多组分多股流相变换热器在气体液化分离及石油化工中获得广泛应用,其传热计算远较一般换热器复杂。本文对涉及露点、泡点、密度、平衡常数、热物性参数以及传热计算等问题进行了探讨。
关键词 传热 相变 多组分 换热
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大型多股流缠绕管式换热器的制造 被引量:16
12
作者 都跃良 陈永东 +2 位作者 张贤安 王健良 陈斌 《压力容器》 2004年第6期26-29,共4页
多股流缠绕管式换热器是化肥装置中的关键设备 ,其国产化一直是我国机械制造业的一个目标。本文介绍了循环甲醇冷却器 (15E6 )的国产化研究情况 ,包括传热工艺、设计标准、主材选择、焊接工艺。
关键词 缠绕管式换热 国产化
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多股流板翅式换热器的优化设计 被引量:3
13
作者 张哲 厉彦忠 田津津 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2002年第11期928-931,共4页
研究了多股流板翅式换热器最优设计的问题,建立了以传热面积为目标函数的优化模型,该模型考虑了局部热负荷平衡的问题,同时针对多股流板翅式换热器的优化设计,对有关相平衡模型,传热模型等进行了分析。实例优化计算结果表明,优化设计可... 研究了多股流板翅式换热器最优设计的问题,建立了以传热面积为目标函数的优化模型,该模型考虑了局部热负荷平衡的问题,同时针对多股流板翅式换热器的优化设计,对有关相平衡模型,传热模型等进行了分析。实例优化计算结果表明,优化设计可使多股流板翅式换热器在满足给定的约束条件下,节约大量的传热面积。优化模型具有概念明确、方法简单的特点。 展开更多
关键词 板翅式换热 优化设计 传热 多约束条件
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三股流高温紧凑板翅式换热器的性能分析 被引量:2
14
作者 王礼进 张会生 翁史烈 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期389-393,共5页
建立了三股流紧凑板翅式换热器的动态数学模型.在分布集总参数方法和容阻特性建模技术的基础上,建立了该紧凑板翅式换热器的仿真模型.所建模型详细考虑了流体物性沿换热器长度方向上的变化,能满足系统快速动态仿真的需要,并能反映分布... 建立了三股流紧凑板翅式换热器的动态数学模型.在分布集总参数方法和容阻特性建模技术的基础上,建立了该紧凑板翅式换热器的仿真模型.所建模型详细考虑了流体物性沿换热器长度方向上的变化,能满足系统快速动态仿真的需要,并能反映分布参数特性.稳态特性表明,沿长度方向流体的密度、速度和热传导率变化幅度较大,比热容变化较小;动态特性表明,该换热器具有一定的惯性延迟时间,这将为控制系统的设计和优化提供参考. 展开更多
关键词 换热 板翅式 高温 容阻特性建模 性能
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多股流换热器精确数学控制的反问题算法 被引量:1
15
作者 杜娟丽 崔国民 +1 位作者 关欣 张勤 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期755-757,共3页
在两股流换热器精确数学控制的基础上,提出多股流换热器精确数学控制中的反问题算法,对于其中存在的难以解决的多个待定系数的不适定问题,采用综合法首先将多股流换热器综合成两股流换热器,然后通过对数平均温差法来作为获得辅助流体调... 在两股流换热器精确数学控制的基础上,提出多股流换热器精确数学控制中的反问题算法,对于其中存在的难以解决的多个待定系数的不适定问题,采用综合法首先将多股流换热器综合成两股流换热器,然后通过对数平均温差法来作为获得辅助流体调节量的反问题算法,最后通过多股流换热器的精确数学控制实验表明,这种控制方法无论从控制精度还是控制速率上都达到了很好的控制效果. 展开更多
关键词 换热 精确数学控制 反问题算法 对数平均温差
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基于最小熵产的多股流换热器通道排列分析及设计 被引量:2
16
作者 崔国民 周霄 赵永芹 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期642-645,共4页
多股流换热器的通道排列一直是其优化设计的重点和难点,本文通过建立其熵产数学模型,分析了多股流换热器换热过程中的上产生机理,得到了熵产与不同通道排列对应性能之间的关系,探讨了基于最小熵产的多股流换热器通道排列的优化设计,同... 多股流换热器的通道排列一直是其优化设计的重点和难点,本文通过建立其熵产数学模型,分析了多股流换热器换热过程中的上产生机理,得到了熵产与不同通道排列对应性能之间的关系,探讨了基于最小熵产的多股流换热器通道排列的优化设计,同时应用场协同温差均匀性优化原则进行了比较。结果表明,单位换热量的熵产最小可以作为多股流换热器通道排列的优化指标。 展开更多
关键词 最小熵产 换热 通道排列
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多股流换热器自组织能力系数与运行优化 被引量:1
17
作者 崔国民 杜娟丽 卢洪波 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期758-760,共3页
研究了多股流换热器在不同扰动源情况下的自组织能力系数关系,并以能量投入和动态过渡时间为评价指标分析了自组织能力系数对于运行的指导作用.实验结果表明,用自组织能力系数作为多股流换热器运行优化的指标能够获得以较小能量投入获... 研究了多股流换热器在不同扰动源情况下的自组织能力系数关系,并以能量投入和动态过渡时间为评价指标分析了自组织能力系数对于运行的指导作用.实验结果表明,用自组织能力系数作为多股流换热器运行优化的指标能够获得以较小能量投入获得较快的调节速率,保证换热器处于综合性能较佳的运行状态. 展开更多
关键词 换热 自组织能力系数 运行优化
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低温混合工质循环多股流换热器性能分析 被引量:1
18
作者 张镨 鹿来运 郭开华 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期46-50,共5页
基于混合工质低温气体液化装置的一个稳定生产液化空气的实验工况,得到多股流换热器纵向温度分布及分段热负荷分布,并分析其出现的原因;核算了板翅式多股流换热器的漏冷量,得到因轴向导热产生的漏冷量为258.1 W,因热辐射、对流传热等漏... 基于混合工质低温气体液化装置的一个稳定生产液化空气的实验工况,得到多股流换热器纵向温度分布及分段热负荷分布,并分析其出现的原因;核算了板翅式多股流换热器的漏冷量,得到因轴向导热产生的漏冷量为258.1 W,因热辐射、对流传热等漏向大气环境的冷量约386.6 W,多股流换热器存在着严重漏冷现象,大大的影响了系统效率;在对实验系统中各主要换热部件的热负荷核算的基础上,分析了增大预冷负荷将对多股流换热器工作性能及系统热力效率的影响。 展开更多
关键词 换热 混合工质 低温漏冷 热负荷匹配
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多股流绕管式换热器的管束排布及传热计算 被引量:5
19
作者 欧阳新萍 秦洁 +4 位作者 薛林锋 白桦 夏荣鑫 赵加普 李思思 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期39-45,共7页
多股流绕管式换热器的结构复杂,传热计算的难度较大。常见的计算方法是根据一些假定条件建立计算模型、进行数值求解,这种计算方法较复杂,不适合工程计算。而一些能用于工程计算的简便解析计算方法则存在迭代计算复杂、应用范围受限的... 多股流绕管式换热器的结构复杂,传热计算的难度较大。常见的计算方法是根据一些假定条件建立计算模型、进行数值求解,这种计算方法较复杂,不适合工程计算。而一些能用于工程计算的简便解析计算方法则存在迭代计算复杂、应用范围受限的缺点。本文列举了几种典型的多股流绕管式换热器的管束排列结构,分析了各自的结构特点;给出了多股流换热器的管板结构及相应的流体进出口接管方式,分析了各自的优缺点及应用场合。针对两种常规的多股流管束排列结构,即各股管程流体分层排布和同层排布,分别给出了适应于工程应用的简便传热计算方法。这两种计算方法将复杂的多股流绕管式换热器的计算分解为多个管程单股流绕管式换热器的计算,简化了计算过程。 展开更多
关键词 传热 绕管式换热 管束排布 传热计算
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多股流换热器自动最优控制过程的模拟 被引量:1
20
作者 李科群 罗行 马虎根 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期495-498,共4页
为了模拟多股流换热器自动控制过程,应用特别适用于“多输入-多输出”系统的状态空间方法。该方法的调节依据是状态参数的反馈,状态参数不仅包括输出参数,还包括输出参数变化的速度和加速度及高阶导数等。利用实验所得的动态特性,导出... 为了模拟多股流换热器自动控制过程,应用特别适用于“多输入-多输出”系统的状态空间方法。该方法的调节依据是状态参数的反馈,状态参数不仅包括输出参数,还包括输出参数变化的速度和加速度及高阶导数等。利用实验所得的动态特性,导出了多股流换热器的状态方程和输出方程,并用动态规划方法对其自动最优控制过程进行了模拟。给出了一个四股流换热器自动最优控制过程模拟实例。结果表明:状态空间方法和动态规划方法可有效地应用于多股流换热器的最优反馈控制设计。 展开更多
关键词 自动控制技术 换热 状态空间方法 动态规划方法
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