英譯中（一篇換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)論文）翻譯高手幫幫忙啊

【專家解說(shuō)】：優(yōu)化設(shè)計(jì)管殼式換熱器利用遺傳算法張哲銘龐塞1米serna 1 訴波多黎各2和A jimnez 2 1facultad de ingeniera qumica - universidad de michoacana圣nicols de伊達(dá)爾戈. 莫雷利亞, michoacn , mxico 2departamento de ingeniera qumica - instituto tecnolgico de celaya , celaya ,瓜mxico . 摘要本文提出了一種基于遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì),管殼式換熱器. 建議的方法采用了緊湊的制定鐘特拉華方法來(lái)形容殼側(cè)流型. 優(yōu)化過(guò)程包括確定合適的價(jià)值主要幾何參數(shù),如管數(shù)推移 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部和外部管徑,管內(nèi)布局和音高型,頭部,流體分配數(shù)量,密封條, 進(jìn)出水口擋板的間距,以及殼側(cè)和管側(cè)壓降. 擬議的方法考慮到若干幾何和業(yè)務(wù)限制,通常建議的設(shè)計(jì)規(guī)范, 并可能在全球范圍內(nèi)提供最佳的解決方案,而非局部最優(yōu)解通常得到很多其他優(yōu)化 方法. 例如以前解決一個(gè)disjunctive編程方法,是用來(lái)顯示應(yīng)用提議的方法. 結(jié)果顯示,以往的設(shè)計(jì)明顯改善,通過(guò)利用優(yōu)化方法基于遺傳 算法. 關(guān)鍵詞:換熱器,管殼,鐘德拉瓦州,遺傳算法. 1 . 采用殼管式換熱器是廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)發(fā)電機(jī),化工,石化和石油行業(yè). 這些類型的換熱器是強(qiáng)有力的單位,工作范圍廣泛的各種壓力,流量和溫度( taborek , 1983年) . 一個(gè)典型的最優(yōu)化問(wèn)題的換熱器共有找到一個(gè)單位,達(dá)到了熱值在 總費(fèi)用最低,受到一定的限制. 每年的總費(fèi)用應(yīng)包括10.6%的資本成本的交換機(jī)加上兩個(gè)抽水器(一對(duì) 管側(cè)流體,而另一對(duì)出售方液) ,而經(jīng)營(yíng)(電力)費(fèi)用等泵. 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,對(duì)管殼式換熱器分為評(píng)級(jí)一大批不同交換機(jī)geometries 找出那些符合由于熱值和一定的幾何和熱限制. 這種做法不僅費(fèi)時(shí), 但也有限制,在確保了優(yōu)化設(shè)計(jì)( muralikrishna和shenoy , 2000年) . 最近,新算法的優(yōu)化設(shè)計(jì),管殼式換熱器已提議( serna和尼斯, 2005年) . 然而,大多數(shù)這類算法使用標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化技術(shù)基于梯度方法,并作為其后果, 他們可能被困在當(dāng)?shù)氐淖罴呀鉀Q方案,因?yàn)樵搉onconvexities的設(shè)計(jì)模型. 此外, 在這些算法以下幾何和業(yè)務(wù)變量的交換機(jī)是固定的,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)由設(shè)計(jì)者: 多少管紙管內(nèi)部和外部的直徑,布局模式和音高, 以及類型的頭部建設(shè)和流派(即 配液溪流殼或管一側(cè)) . 由于優(yōu)化問(wèn)題簡(jiǎn)單化了,因?yàn)橛袔讉€(gè)潛在的參數(shù),可以優(yōu)化被視為常數(shù). 為了克服上述局限性, 這方面的工作提出了一種基于遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì),管殼式換熱器. 建議的方法采用了緊湊的制定鐘特拉華方法來(lái)形容shellside流沒(méi)有簡(jiǎn)化; 這種做法,所以,有同樣的準(zhǔn)確程度,作為全面鐘特拉華州法 并可以把全部的幾何參數(shù)的實(shí)際利益. 優(yōu)化過(guò)程包括選擇合適的價(jià)值觀為主要幾何參數(shù),如多管車票 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部和外部管徑,管內(nèi)布局和音高型,頭部,流體分配數(shù)量,密封條, 進(jìn)出水口擋板間距, shellside -管側(cè)壓降. 建議的方法可確保在全球最佳和/或一套過(guò)硬的近優(yōu)解. 2 . 基本關(guān)系的換熱面積必須滿足以下基本設(shè)計(jì)方程: 公式( 1 )略另外兩個(gè)方程,需要有相關(guān)的換熱面積為電影系數(shù)及允許的壓降. " 緊湊劑型研制byserna和尼斯( 2004年)是用于這一目的. 該管的一面obtains :公式( 2 )略而對(duì)殼側(cè)流體 以下緊湊制定基于貝爾特拉華州法,公式( 3 )略那里的KS kt , M和N取決于幾何參數(shù)的換熱器及流體物理性質(zhì). 必須強(qiáng)調(diào)的是,這些小巧制劑的后果進(jìn)行分析處理原方程, 沒(méi)有關(guān)聯(lián). 問(wèn)題的表述是,參數(shù)的KS kt , M和N取決于交換機(jī)幾何學(xué) 這不是最初名為. 建立一個(gè)高效率的算法,我們利用這些參數(shù)作為搜索變數(shù) 并不相干的方程,包含了未知的變數(shù),顯示serna和jimnez ( 2004年) . 2.1 . 制約因素對(duì)模型得到實(shí)際的設(shè)計(jì), 殼式換熱器,必須事先獲得熱值與下列業(yè)務(wù)和幾何約束: 公式( 4 )略那里δp是壓降, v速度,副殼的直徑, l的總長(zhǎng)度, r bs比例擋板間距為殼體內(nèi)徑, rsmsw比率橫流區(qū)的窗口流面積, s 米的橫流區(qū)和西南的窗區(qū). 頭四個(gè)方程熱力水力限制,過(guò)去四個(gè)方程代表的幾何約束. 典型的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將用于這一套約束所作muralikrishna和shenoy ( 2000年) . 2.2 . 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)包含最小年度費(fèi)用總額. 一個(gè)典型的總費(fèi)用包括五個(gè)部分:資本成本的交換機(jī),資本成本兩個(gè)抽水機(jī) 而經(jīng)營(yíng)成本的兩個(gè)水泵,公式( 5 )還略,是一個(gè)適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度, 估計(jì)的換熱資本費(fèi)用必須包括成本部件和制造程序. 這種估計(jì),我們用在這方面的工作關(guān)系,報(bào)由purohit ( 1983年) . 230 . 優(yōu)化變量的問(wèn)題,包括下列變量?jī)?yōu)化:管側(cè)和殼側(cè)壓力降,砥切, 數(shù)管合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)外管徑,管間距,管與格局的安排,流體分配 密封弦. 3 . 優(yōu)化模型,該模型是由最小的情商. ( 5 ) ,受設(shè)計(jì)方程,協(xié)約配方的壓降, 隱含的關(guān)系的換熱器幾何與校正因素鐘特拉華州法 以及明確的限制,給予情商. ( 4 ) . 這是人所共知的非convexities這些類型的設(shè)計(jì)模式,可能會(huì)影響申請(qǐng)的典型解決方案 算法,具有潛在的銜接問(wèn)題的可能性越來(lái)越陷入局部最優(yōu)解. 為了克服這個(gè)問(wèn)題,我們用在這方面的工作的一種遺傳算法解的優(yōu)化問(wèn)題. 遺傳算法的搜索方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合自然選擇和遺傳有關(guān). 他們所依據(jù)的原則是優(yōu)勝劣汰, 并提供一個(gè)搜索方式,效率非常高,幾乎是獨(dú)立的非凸性數(shù)學(xué)模型(戈德堡, 1989 ) . 無(wú)花果. 1列出主要步驟,擬議的辦法; 公告情商如何. (四)實(shí)施槽使用的刑罰. 圖1 fig . 1 . 解決策略的優(yōu)化問(wèn)題略4 . 結(jié)果及討論的例子,在這里報(bào)mizutani et al . ( 2003年) . 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)都列于無(wú)花果. 2 . 為解決這一例子,一個(gè)約束管長(zhǎng)4.88米的限制. 總結(jié)所得結(jié)果與提出的模型,給出表1 凡舉報(bào)辦法由mizutani et al . ( 2003 )也列作比較. mizutani et al . ( 2003 )用析規(guī)劃優(yōu)化方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題. 可以看出,該算法提供了一個(gè)更好的辦法比一獲得mizutani et al . ( 2003年) . 這是一個(gè)明顯的案例,在該辦法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化方法被困納入地方 最佳值. 相比之下,使用適當(dāng)?shù)倪z傳算法可以提供一個(gè)全球最優(yōu)(或優(yōu)秀近最優(yōu))解. 為解決這一問(wèn)題,我們使用了現(xiàn)有人口20人, 并取得了最后的辦法,在30分鐘的實(shí)時(shí). 圖2圖2 . 數(shù)據(jù)的例子來(lái)略表格1表1 . 例如結(jié)果略5 . 結(jié)論,在這方面的工作,優(yōu)化模型設(shè)計(jì)的一種管殼式換熱器已提議. 模型包括鐘特拉華相關(guān)的shellside流體 它提供了一個(gè)合適的代表性流型內(nèi)殼. 優(yōu)化策略是基于使用一種遺傳算法 其中幾何及業(yè)務(wù)限制已實(shí)施通過(guò)使用一種懲罰功能. 遺傳算法在總體上更有效率,在提供優(yōu)良的最佳解決方案,比其他的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化方法 這常常得到陷入局部最優(yōu)解,在應(yīng)用于nonconvex型號(hào). 成果的案例說(shuō)明了一個(gè)報(bào)道的最佳辦法,用一個(gè)disjunctive編程技術(shù)明顯提高 所用的方法是正確的. 主要限制算法是其高需求的CPU時(shí)間, 但這個(gè)問(wèn)題是克服了令人滿意的進(jìn)展速度,到目前的電腦. 參考資料[1]戈德堡,丁高壓鍋1989 . 遺傳算法在搜索,優(yōu)化和機(jī)器學(xué)習(xí). ed . addison wesley朗曼. [2] mizutani , f.t. ,佩索阿, f.l.p. ,南非,塑化,改建,國(guó)會(huì), grossmann ,即2003年. 數(shù)學(xué)規(guī)劃模型換熱網(wǎng)絡(luò)綜合包括詳細(xì)的換熱設(shè)計(jì). 工業(yè)與工程化學(xué)研究所( 42 ) 4009-4018 . 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