基于双粒子群算法的板式换热器优化设计

在板式换热器优化设计中,针对设计变量为离散变量和方程组无法得到解析解的问题,提出了采用双粒子群算法对板式换热器进行数值求解的优化设计方法。通过实例证明,双粒子群算法在板式换热器优化设计运算中,完全可靠、有效。     

间歇精馏常规设计和优化设计的模型及算法

建立了板式间歇精馏塔在恒馏出液组成操作状况下常规设计及优化设计的数学模型。常规设计模型用数值方法编程求解，对二元理想及非理想溶液均适用。优化设计模型以间歇精馏系统年效益最大为优化目标，用菲波那契法求解单变量优化问题，用复合形法求解多变量优化问题。模型同时考虑对整个间歇精馏系统(包括塔主体、塔顶冷凝器及塔底再沸器)进行优化，更符合工程实际情况。求解模型可得到间歇精馏过程最优的一系列设计和操作参数(如理论板数，塔径，操作回流比，塔釜蒸发量，釜残液组成，冷凝器传热面积及冷却水出口温度，再沸器传热面积及加热蒸汽温度等)。算例表明，对恒馏出液组成间歇精馏单变量及多变量优化设计比常规设计分别提高年效益2．6％和18．9％。     

富含CO2

在全流程模拟的基础上对整个系统进行优化计算，考虑到描述各工段过程的数学上的复杂性，首先对各个单元做了简化处理，用简化的代数方程代替复杂的微分方程，从而使得优化过程大为简化。优化计算所提取的决策变量分别为进吸收塔压力     

板式气体吸收塔干板开车动态模拟方法

提出板式气体吸收塔干板开车动态模拟法,编写了用于求解板式气体吸收塔干板开车常微分方程组的MATLAB程序,并举例说明。本数学模型作了理论板、等温操作、恒摩尔持液假定,忽略持气量和塔板上的流体流动动态行为;针对开车实际过程,塔板一面从上到下逐板充液,一面逐一扩展常微分方程数,并巧妙地赋以各板常微分方程的积分初值,使动态解亦得以随时更新,直至塔底最后一板充液完成并顺利得出稳态解。本模型对于化学工程师了解板式气体吸收塔开车过程中塔板上持液量、液相组成和气相组成动态变化的细节具有重要意义。     

一个基于优化的控制系统设计软件OPCAD-AP

多变量控制系统的设计可通过半无限维优化方法来完成。本文阐述了这种新的计算机辅助设计技术的思想、特点和现状,并介绍了我们在外围数组处理机的环境中建立的优化设计软件OPCAD-AP。该软件可完成多变量系统和单变量系统某些设计任务。例题说明了软件的可靠性。     

多变量系统控制器的参数满意优化设计

为了将满意优化拓展到多变量系统中以解决多变量控制系统线性二次型(LQ)控制器设计中加权系数阵确定难的问题,提出多变量系统满意优化设计方法,通过设计满意度函数,构造出多变量系统的满意优化数学模型,并用改进遗传算法实现二级倒立摆系统LQ控制器满意优化设计.仿真结果显示,系统具有更满意的综合性能指标.证实了该方法的有效性和实用性.本文的研究对多变量系统优化设计具有一定的参考价值.     

间歇精馏设计软件的开发

利用Visual Basic 6.0语言开发间歇精馏常规设计及优化设计软件。软件可用于不同物系(二元理想及非理想溶液)，采用不同操作方式(恒馏出液组成操作和恒回流比操作)间歇精馏的常规设计和优化设计(包括单变量优化和多变量优化)计算。软件采用面向对象的编程技术，对精馏组分的物性参数、汽液相平衡数据实行数据库操作，界面友好，使用方便。     

动力总成悬置系统设计与分析软件的开发

应用多体动力学理论,建立了动力总成悬置系统的力学模型。以动力总成悬置系统六自由度能量解耦为优化目标,以刚度比和固有频率合理配置为约束条件,以悬置刚度、位置和角度为设计变量,构造了动力总成悬置系统的优化模型。在Windows平台上利用Matlab开发了动力总成悬置系统设计软件。该软件主要实现了汽车动力总成悬置系统的性能分析、力学分析、优化设计和生成设计分析报告。采用该软件对某载重汽车的动力总成悬置系统进行优化设计及性能分析。优化结果表明,解耦率明显提高,固有频率分布更合理。     

混沌同步系统反馈系数的优化设计

为提高混沌同步系统抗信道噪声和元件参数失配干扰的能力，研究具有线性误差方程的一类连续变量反馈同步系统中反馈系数的优化设计问题。推导出反馈系数优化设计的目标函数和约束条件，用MATLAB软件对其进行优化设计。通过对蔡氏电路非线性反馈和线性反馈两种同步方案的仿真及实验表明，用该方法设计的混沌同步系统具有较强的抗干扰能力。     

精馏过程的广义析取规划模型及求解方法

针对板式精馏塔的优化设计问题,将广义析取规划(GDP)算法运用到了精馏塔的建模和优化求解过程。本方法是以塔板和进料板的是否存在为逻辑变量,以年费用最小为目标函数,利用GAMS进行优化求解。考虑到该优化问题的复杂性,本文采用了一般预处理过程,为GDP模型的求解提供了恰当的初始值和边界值,降低了求解的难度。最后,将该方法应用到苯、甲苯、邻二甲苯的三元混合物精馏分离过程优化设计中,并优化设计计算结果与HYSYS流程模拟计算结果进行对比研究,验证该数值建模方法求解结果的合理性。     

Dynamic analysis and control of sieve tray gas absorption column using MATALB and SIMULINK

The present work highlights the powerful combination of SIMULINK/MATLAB software as an effective flowsheeting tool which was used to simulate steady state, open and closed loop dynamics of a sieve tray gas absorption column. A complete mathematical model, which consists of a system of differential and algebraic equations was developed. The S-Functions were used to build user defined blocks for steady state and dynamic column models which were programmed using MATLAB and SIMULINK flowsheeting environment. As a case study, the dynamic behaviour and control of a sieve tray column to absorb ethanol from CO₂ stream in a fermentation process were analysed. The linear difference equation relating the actual and equilibrium gas phase compositions was solved analytically to relate the actual gas phase composition to the liquid phase with Murphree tray efficiency as a parameter. The steady state mathematical model was found to be nonlinear (w.r.t. number of stages) due to the introduction of the Murphree tray efficiency. To avoid the solution of large linear algebraic system, a sequential steady state solution algorithm was developed and tested through the idea of tearing the recycle stream in the closed loop configuration. The number of iterations needed to achieve a given tolerance was found to be function of the Murphree tray efficiency. The open-loop dynamic analysis showed that the gas phase composition response was nonlinear with respect to the inlet gas flow rate, while it was linear with respect to inlet gas composition. The nonlinearity increased along the column height and was maximum at the top tray. On the other hand, the Murphree tray efficiency had little effect on the dynamic behaviour of the column. The controlled variable was found to exhibit fairly large overshoots due to step change in the inlet gas flow rate, while the PID controller performance was satisfactory for step change in the inlet gas composition. The closed-loop dynamic analysis showed that the controlled variable (outlet gas phase composition) had a fairly linear dynamics due to step changes in the set point.     

用Visual Basic5.0语言开发多效蒸发系统优化设计软件

利用Visual Basic5.0语言开发多效蒸发系统优化设计应用软件。软件有两大功能模块,一是多媒体学习模块,利用模块可以学习不同流程的多效蒸发系统优化设计建模思路及模型求解算法;二是设计计算模块,利用该模块可以对不同的多效蒸发流程（并流或逆流）及设计情况（常规设计或优化设计）选择适宜的算法进行设计计算。软件采用了Access动态数据库和面向对象的编程技术,可在Windows9X操作平台下独立运行。软件界面友好、操作方使、运行可靠稳定。     

芳烃联合装置邻二甲苯精馏塔流程模拟与优化

化工流程模拟软件不断发展,越来越多的化工装置开始采用流程模拟来优化装置的操作。基于精馏过程的实际运行数据,建立了能够良好描述装置实际运行工况的模型,实现了对芳烃联合装置邻二甲苯精馏过程的流程模拟。利用Aspen Plus建立装置模型,按照工艺条件及产品分离要求,使用设计规定工具,对采用精馏方式从混合C8～C10物料中分离邻二甲苯(OX)工艺进行研究。模拟结果与实际工业过程数据相符,能够满足工业建模的要求。基于模型,研究了进料塔板位置、回流比和塔顶采出量等变量对装置稳定运行的影响,从进料塔板,塔顶采出量和进料组分等方面提出了优化建议。研究结果表明:精馏塔塔顶采出量为OX产品主要杂质异丙苯(IPB)含量的显著影响因素。据此提出了包括回流比和塔顶采出量参数的优化方案,可以使主要杂质异丙苯的含量下降40%的同时,每年可节省燃料成本。     

用Visual Basic5.0开发板式塔塔板结构尺寸设计

传统的塔板结构设计方法重复计算工作量大 ,设计质量不理想、效率低、周期长。本软件采用一种新方法负荷性能图法 ,提高了塔板结构设计的质量 ;缩短了设计周期。并采用动态数据库和面向对象的编程技术 ,应用可视化编程语言VisualBasic5 0开发板式塔塔板结构尺寸设计软件。软件可以脱离VisualBaisc5 0开发环境独立运行 ,界面友好、操作方便、运行可靠稳定     

填料吸收塔多媒体课程设计系统软件

以Visual Basic6．0和3Dmax为工具,开发了填料吸收塔多媒体课程设计系统软件。软件界面简洁友好、使用灵活方便、运行稳定安全。该软件提供了多个典型的气液混合物系统和不同的计算方法,既可用于不同层次学生进行课程设计或毕业设计,又便于教师对学生的计算过程及计算结果进行检查和评价,极大地丰富了教学内容,产生了传统方式无法比拟的效果。     

计算流体力学在烟气脱硫中的应用

为优化脱硫吸收塔内流场分布,提高脱硫效率,降低脱硫投资和运行成本,提出基于RANS方程和多相流模型的烟气脱硫数值模拟方法,基于FLUENT采用多相流模型针对吸收塔内烟气脱硫过程进行模拟.通过对吸收塔烟气和浆液区域进行建模及网格划分,并对内部和喷枪局部处流场进行数值模拟,分析得到浆液和烟气在吸收塔内的流动规律.模拟结果验...     

利用Excel和VBA开发板式塔设计软件

大多数塔板设计软件都不允许用户修改其中的计算公式,而基于Excel和VBA开发的软件却可以做到这一点。软件以Excel工作表作为界面,利用Excel公式和函数进行简单的计算,利用VBA(Visual Basic for Applications)编制自定义函数实现复杂计算。软件采用Excel图表功能绘制塔板负荷性能图,并设置条件格式、数据有效性、工作表保护以提高软件易用性和安全性。软件计算结果准确,可供工程设计或者教学使用,其开发思路也可供开发类似软件时参考。     

产品协同设计方案成本评价最优决策模型及算法

在分析产品协同设计救解过程基础上,提出了基于成本最优的产品设计方案最短路径评价决策模型,并应用知识处理方法描述了方案成本评价最优决策算法的实现过程。     

具有废气循环的并流回转干燥器优化设计研究

建立了以具有废气循环的并流回转干燥系统年总费用为目标函数的优化设计数学模型,用遗传算法与菲波那契法求解数学模型,实现湿空气出口温度与废气循环比的优化设计。结果表明：采用部分废气循环并进行优化设计是干燥系统节能中非常重要的措施。对湿空气出口温度和废气循环比进行优化设计,比无废气循环的常规设计节省年总费用20．8%,比循环比为0．2时的常规设计节省年总费用14．3%。     

考虑道路扩建的区域物流网络设计优化模型

通过对区域物流网络中边、点上费用、容量、流量等的分析,结合实际问题中对道路扩建和物流设施容量设计决策的需要,构建基于物流时间需求的区域物流网络设计数学模型。模型以最小化物流网络构建成本、初期运营成本和物流时间需求惩罚成本为目标,基于网络中物流量的特征给出了约束条件,分析模型的特点开发了改进的拉格朗日松弛算法并予以求解。计算机软件对模型和算法的仿真给出了物流网络构建中各项成本之间的关系,验证了模型和算法的有效性和实用性。