| 【中文题名】 | 基于（火用）分析的换热网络优化研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 化工过程机械 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-5 |
| 【中关键词】 | 换热网络,优化综合,（火用）经济分析,遗传算法,, |
| 【英关键词】 | heat exchanger network,optimum and synthesis,economic analysis on exergy,Genetic algorithms, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>热力工程理论>> |
| 【论文摘要】 |
换热网络是能量回收利用中的一个重要系统，它的结构是否合理，参数是否最优，对于过程工业实现节约能源、降低能耗具有重要意义。要解决这方面的问题，必须对换热网络的综合问题进行优化研究。本文在前人工作的基础上对换热网络综合优化问题进行了理论研究，并结合实例进行了分析，主要包括以下内容：
(1)本文在总结前人在换热网络优化的工作基础上，通过理论分析得出换热网络能量体用量与(火用)损失之间的相互关系；分别从换热网络总传热面积为最小、能量目标为最小、换热单元数为最少三个方面，通过分析，总结出换热网络优化问题的基本匹配规则。这些匹配规则可以作为检验换热网络是否合理的必要条件，也可以作为处理换热网络优化综合问题的约束条件。
(2)换热网络综合优化问题涉及面广，约束条件多，属于非凸、非线性、多峰的复杂MINLP问题。以热力学第一定律为基础和分析手段来计算换热网络的能耗费，即是以冷、热公用工程的消耗量来求能耗费为优化目标的换热网络综合优化分析方法在实际的过程中存在一定的不合理性，因为从(火用)分析的观点分析，能量在换热网络中的变化不是数量的增减，其在数量上是守恒的，在换热网络中变化和消耗的只是输入能量中的... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-8 |
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第一章 前言 |
8-26 |
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1.1 选题背景 |
8-9 |
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1.2 换热网络综合的目标 |
9-11 |
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1.3 换热网络综合的方法 |
11-19 |
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1.3.1 夹点设计优化方法 |
12-14 |
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1.3.2 数学规划法 |
14-17 |
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1.3.3 人工智能法 |
17-19 |
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1.4 (火用)分析方法 |
19-23 |
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1.4.1 (火用)分析方法概述 |
19-22 |
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1.4.2 (火用)分析方法的发展和应用 |
22-23 |
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1.5 换热网络综合问题计算复杂性分析 |
23-24 |
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1.6 本论文的研究工作 |
24-26 |
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第二章 基于(火用)经济目标的换热网络超结构建模研究 |
26-49 |
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2.1 换热网络(火用)经济目标函数的建立及分解协调策略 |
26-41 |
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2.1.1 换热网络能量体用量与(火用)损失 |
26-30 |
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2.1.2 换热网络的匹配规则 |
30-36 |
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2.1.3 (火用)经济目标函数 |
36-39 |
|
2.1.4 换热网络最优合成的分解协调策略 |
39-41 |
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2.2 基于(火用)经济目标的换热网络最优流程MINLP模型 |
41-47 |
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2.2.1 化工过程的MINLP问题 |
41-42 |
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2.2.2 过程的超结构表示 |
42-43 |
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2.2.3 基于(火用)经济目标的换热网络最优流程MINLP模型 |
43-47 |
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2.3 本章小结 |
47-49 |
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第三章 遗传算法的研究与改进 |
49-74 |
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3.1 遗传算法 |
49-57 |
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3.1.1 遗传算法的产生与发展 |
49-51 |
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3.1.2 遗传算法的描述与基本操作 |
51-55 |
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3.1.3 MINLP问题的遗传算法研究 |
55-57 |
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3.2 遗传操作在换热网络中的实现 |
57-73 |
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3.2.1 换热网络的拓扑结构的表示方法 |
57-58 |
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3.2.2 遗传算法综合多流股换热网络算法设计 |
58 |
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3.2.3 编码方式的改进 |
58-60 |
|
3.2.4 遗传算子的设计 |
60-62 |
|
3.2.5 约束条件的处理 |
62-68 |
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3.2.6 基于(火用)经济目标的换热网络模型的优化求解实例 |
68-73 |
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3.3 本章小结 |
73-74 |
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第四章 总结和展望 |
74-77 |
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4.1 总结 |
74-76 |
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4.2 展望 |
76-77 |
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致谢 |
77-78 |
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参考文献 |
78-86 |
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附录A(攻读学位期间发表论文目录) |
86-87 |
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附录B 换热网络优化规则3的证明 |
87-88 |
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附录C 换热网络优化规则4的证明 |
88-89 |
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附录D 选择函数 |
89-90 |
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附录E 交叉函数 |
90-92 |
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附录F 变异函数 |
92-93 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130681 |
