基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化.pdf

1、作為過(guò)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(guò)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(wèn)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(kāi)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?shī)A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

2、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(duì)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(jí)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

3、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(tái)，在課題組自主開(kāi)發(fā)的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合軟件HenDesign的基礎(chǔ)上，開(kāi)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(duì)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