مدلهای بهينه سازی رياضی برای تحليل شبکه مبدل های حرارتی

Mathematical optimization models for heat exchanger network synthesis

خلاصه

تحليل شبكه مبدلهاي حرارتي بسياري از تحقيقات را در 30 سال اخير به خود اختصاص داده است . در ابتدا تحليل شبكه مبدلها بر مبناي يك جنبه مثلا طراحي شبكه با كمترين مصرف انرژي يا كمترين تعداد مبدل انجام مي شد . اما طراحي شبكه مبدلهاي حرارتي و تحليل آن از چند جنبه , امروزه امري اجتناب ناپذير است ,  در واقع ارائه روشي با فرضيات كمتر و برآورد هزينه سرمايه گذاري  با اعمال محدوديت هايي ، از اهداف محققين محسوب مي شود .

يکی از روش های تحليل شبکه مبدل های حرارتی , ارائه مدل و بهينه سازی رياضی مساله شبکه است که تا به حال مدل های متعددی از جنبه های مختلف شبکه ارائه شده است .

در اينجا به بررسي سه مدل رياضي براي تحليل شبكه مبدل ها ، كمترين انرژي مصرفي (مدل LP)[1]  , كمترين تعداد مبدل (مدل MILP)[2] و کمترين هزينه سرمايه گذاری کل (مدل MINLP)[3] پرداخته مي شود.

مدل MINLP که توسط ( گروزمن , يي 1990 ) ارائه شده است , شبکه مبدل های حرارتی را با در نظر گرفتن هزينه سرويس های جانبی , سطح مبدل ها و انتخاب پيوند مبدل ها همزمان  بهينه سازی مي کند  . و نقطه پينچ را نمي توان در تقسيم بندی شبکه پيشگويي کرد . مدل بر اساس تقسيم شبکه به بخش های کوچک تر استوار است , بطوريکه در هر بخش پيوند بين خطوط گرم و سرد جداگانه انجام مي شود . برای حل مدل مي توان فرضياتی در نظر گرفت که فرض اختلاط همدما مي تواند به حل مساله با محدوديت خطی کمک کند .

ادامه دارد ...