[化学]第4章 传热过程的动态方程与过程模型最优化-v1.ppt

《化工过程动态数学模型》 硕士研究生课程-2010 陈祥光 第4章 传热过程的动态方程与过程模型最优化 4.1 两侧流体完全混合的热交换器的动态方程 4.2 套管式热交换器的动态方程 4.3 过程数学模型的最优化 思考题： 第4章 传热过程的动态方程与过程模型最优化 ① 当间壁两侧都起相变化时，例如蒸发器的加热室或精馏塔的再沸器等，两侧皆为集中参数系统。 ②当间壁一侧起相变化，另一侧不起相变化，例如列管式蒸汽加热器，发生相变化的一侧为集中参数，另一侧要视具体情况而定。 ③当间壁的两侧都没有发生相变化时，情况可分为3类 算出y值，此y值若小于y次坏,则以此点取代最坏点。若计算 出的反射点既不小于次坏点的y值，也不小于最坏点的y值，则 说明反射点没有多大的改善，因此，这时可以把原来的单纯形 缩小。如图4-16所示。 ③设定目标函数和约束条件: 原模型的输出为y1, 简化模型的输出为y2, M为采样点数, 目标函数为 ⑤在每一次迭代计算结束后, 将有哪些信誉好的足球投注网站参数的变化范围R(i)缩小C0倍, 即 （4）传热过程的最优化步骤 传热过程最优化的任务是以最小的耗费（设备投资和运 行费用）来保证任务的进行。 换热器的最优化准则是： Q =（S/T）+ H = min （4-25） 上式中：Q---最优化准则； S---设备投资； T---额定折旧期限； H---运行费用。 换热器最优化计算顺序：对于给定结构的设备， 选出独立变量参数，如：传热面积、流动阻力、设 备重量、必要的泵的功率等。然而还须解决两个问 题： （1）确定最优化准则与独立变量的关系式； （2）找出独立变量的最优值。 思考题： 15. 传热的目的有哪些？ 16. 间壁式热交换器的结构型式有哪些？ 17. 换热器运行中的自动调节系统有哪些形式？ 18. 在应用梯度法进行有哪些信誉好的足球投注网站最优值时，应该考虑 哪些运算步骤？ 19. 选用最优化方法时必须考虑哪些因素？ ①扩张点的确定: 在有哪些信誉好的足球投注网站过程中,当求出反射点后,计算反射点 的y值, 若此y值还于最好点(关于最小值问题)的y值,则可进行扩 张,其扩张系数为μ,即按下式计算: ②压缩点的确定: 若不满足(4-25)式, 则以反射点取代最坏点。若计算出的反射点不小于次坏点的y值，但小于最坏点y值，则进行压缩，压缩系数为λ，压缩点值按下列公式计算： （4-25） 在确定μ后, 满足(4-25)式时,则进行扩张,扩张点值由下式确定: （4-26） （4-27） ? ? ? ? x1 x2 y1 y2 y3 y4 0 图4-16 单纯形压缩图示法 ? ? z2 z1 图4-17 有哪些信誉好的足球投注网站中反射点存在的几种情况 在单纯形法实际运算的过程中，有哪些信誉好的足球投注网站每进行一步，都需计算 出反射点的函数值，将其与原单纯形函数值中的最大值进行比 较，下面采用一个单纯形的有哪些信誉好的足球投注网站来说明比较的过程。假设单纯 形已被初始化，即z1z2z3，有哪些信誉好的足球投注网站目的是寻找极大值，那么反 射点z4可能的情况如下图4-17所示： (a)正常反射 (b)扩展反射 (c)压缩反射 【例4-5】目标函数为z=f(x,y)时 以有哪些信誉好的足球投注网站该函数在-3x3和-2y2内的极大值为例。 程序运行结果有两个部分，一是运行数据（略）； 二是三维直观图(如图4-18所示)，该图反映了目标函数在全局范 围内的三维图形，并记录了每组数据的有哪些信誉好的足球投注网站轨迹。 图4-18a 有哪些信誉好的足球投注网站次数为20次时 图4-18b 有哪些信誉好的足球投注网站次数为150次时 图4-18 有哪些信誉好的足球投注网站过程三维直观图 4.1044 (-0.0510, 1.2194 ) (1.5, 1.5) 4.1044 (-0.0495, 1.1290 ) (0 , 1.5) 4.1044 (-0.0495, 1.1290 ) (-1.5, 1.5) 3.6158 (1.2957, -0.0117 ) (1.5 , 0) 4.9255 (-1.1974, -1.1486) ( 0 , 0) 4.9255 (-1.1974, -1.1486) (-1.5 , 0) 3.6158 (1.2958, -0.0117 ) (1.5, -1.5) 4.9255 (-1.1974, -1.1486) ( 0, -1.5) 4.9255 (-1.1974, -1.1486) (-1.5，-1.5) zi (xi, yi) 初始点坐标 表4-2