遗传算法最优同步综合换热网络
换热网络设计
换热网络设计 以下以例题形式给出解题步骤: 下表给出四股工艺物流的工况，最小允许传热温差 .汀mi x为20C。请用夹点设计法设计一具有最大能量回收的换热网络。 解题步骤： ①将热流端点温度减去?汀mix与冷流端点温度，去掉没有潜热存在的重复温度 点（热流 加.订mix），按从大到小顺序排序划分温度区间; 340,280,260,80,80,40 热流端点温度需+DTmX 具体温区： 温区：S x 1 SX2 Sx 3 Sx 4 Sx 5 热流：360 300 280 100 100 60 冷流：340 280 260 80 80 40 ②计算每个温度区间的净需热量； D1=-120; D2=-80; D3=-360; D4=600; D5=-80; ③从第一温区开始计算热量平衡； 01=120; 02=200; 03=560; O4=-40; 05=40; ④找到逆向传热最多的温度点； ⑤由外界向第一补充扭转逆向传热所需的热负荷，计算热量平衡； ⑥向下一个温区传热为零的温度点即为夹点，第一温区获得的热量即为最小加 热负荷，最末温区传出热量即为最小冷却负荷；
⑦ 跨过夹点进行传热的所有换热匹配均不合理 结果： QHmX =40kW, QCmX =80 kW; 夹点位置：SX 4与SX 5的界面；夹点温度：热换热到 100C ;冷换热 潜热位置夹点之上子系统 ⑧ 设计换热网络方法: ｛这只是其中的一种方案，只要设计合理均可｝ 〖设计夹点匹配时必须要注意温差的要求，遵循夹点匹配的两种可行性原则〗 a ）分别匹配，优先考虑热负荷，然后考虑热容流率相近，一次用尽 夹点之上要优先 考虑热流，必须完全通过换热降温到夹点温度 夹点之下要优先考虑冷流，必须完全通过换热升温到夹点温度 80C ； i) 分夹点画冷热流热负荷分配 ii) 分别匹配，优先考虑热负荷，然后考虑热容流率相近，一次用尽 夹点之上要优先考虑热流，必须完全通过换热降温到夹点温度 CP 夹点之下要优先考虑冷流，必须完全通过换热升温到夹点温度 热负荷 kW CP 热负荷 kW 80 120 80 40 360 C 60 C 520 2 600 3 360 2 200 1 600 0 80 C 夹点 匹配 夹点 100C
换热器综合台试验台使用说明
换热器综合台试验台使用说明 换热器性能测试试验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热器—套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。其中，对套管式换热器和螺旋板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试，而列管式换热器只作一种流动方式的性能测试。 换热器性能试验的内容主要为测试换热器的总传热系数，对数传热温差和热平衡误差等，并就不同的换热器、不同两种流动方式、不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。 一、实验目的 1.熟悉换热器性能的测试方法； 2.了解套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别； 3.加深对顺流和逆流两种换热器换热能力差别的认识。 二、实验内容及步骤 换热器性能试验的内容主要是测定换热器的总传热系数、对数传热温差和热平衡误差等，并就不通换热器、补贴两种流动方式、不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。 1.实验前的准备工作 1）熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能； 2）更换并安装好需要测试的换热器； 3)按顺流（或逆流）方式调整冷流换向阀门组各阀门的开或闭。 4）冷、热水箱充水。 2.进行试验 1）接通电源，启动冷水泵和热水泵（为提高热水温升速度，可先不启动冷水泵），并调节好合适的流量。 2）调整控温仪，使其能使加热水温控制在80摄氏度以下的某一指定温度。 3）将热水箱的手动和自动加热器均送电投入使用。 4）待自动电加热器第一次动作之后，切断手动电加热器开关。此后，加热系统进入自动控温状态。 5）利用温度测点选择琴健开关和温度数显示仪，观测和检查换热器冷热流体的进出口温度。 6）待冷热流体的温度基本稳定后，即可测出这些测温点的温度数值，同时在流量计上测读冷、热流体的流量读数，并将上述测试数据录入实验记录表中。 7）如需改变流动方向（顺逆流）的试验，或需绘制换热器传热性能曲线而要求改变工况（如改变冷热水流速或流量）进行试验，或需要重复进行试验时，都要重新安排试验方法与上述基本相同。记录下这些试验的测试数据。 8）实验结束后，首先关闭电加热器，5分钟后切断全部电源。 注意事项： 1.热流体在热水箱中加热温度不得超过80℃； 2.实验台使用前应加接地线，以保安全。
夹点温度合成换热网络的理解
)(s t p T T W c Q H -==?利用夹点温度合成换热网络 摘要：化工生产中存在着大量的需要换热的工段，有些需要加热，有些需要冷却或冷凝。如果能够合理地设计好换热网络系统，就可以最大限度地减少公共供热或供冷，而且还可能减少设备投资，达到节能的目的。夹点技术（Pinch Technology ）是合成换热网络常用的综合设计技术。利用该技术设计合成公共供热或供冷最小的换热网络，在降低能耗，减少投资，保护环境等方面成效显著。 关键词：夹点技术、夹点的确定及意义、换热网络合成 1.夹点技术 夹点技术是以热力学为基础，从宏观的角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统的用能“瓶颈”所在，并给以“解瓶颈”的一种方法。夹点限制了换热网络可能达到的最大热回收。用夹点技术设计合成的换热网络，可推广应用于整个过程系统的能量分析与调优。目前，夹点技术在实际中应用广泛，取得较好的成效。我国高校，设计部也已将夹点分析方法用于原油预热系统的节能改造，取得满意效果。 1.1温焓图 用温焓图（T-H 图）能够简单明了地描述过程系统中换热网络中物流的热特性。在温焓图上可以用一段线段或曲线描述物流的换热过程。例如，当某一工艺物流从供应温度Ts 加热或冷却到目标温度Tt,其所需的热量或冷量（该过程的 焓差）为 式中，W 为质量流率kg/h;Cp 为比热容,kJ/kg.K; 由此，就可在温焓图中画出表示物流温度及热量的变化的直线。若Q 为负值，表示物流被冷却，需要冷量，在图中的直线为有一条箭头指向左下方的直线；若Q 为正值，表示物流被加热，需要热量，在图中的直线为有一条箭头指向右上方的直线。若为一水平线，则表示为饱和物质流体的焓变，过程中温度保持不变。若为曲线，则表示为多组分物质流体的热量变化。 1.2组合曲线 在一个过程系统中，会有多股热物流和冷物流，在研究过程中，常常把多股物流在温焓图中有机结合在一起，同时考虑冷热物流的匹配换热问题，这样才更有意义。因此，即需在温焓图中画出组合曲线。 在温焓图中，可做出多股热物流和多股冷物流的热组合曲线和冷组合曲线。即把相同温度间隔内物流的热负荷累加起来，然后在该温度间隔中用一个具有累加热负荷值的虚线物流来代表即可。
换热器性能综合测试实验
第一章实验装置说明 第一节系统概述 一、装置概述 目前我国传热元件的结构形式繁多，其换热性能差异较大，在合理选用和设计换热器的过程中，传热系数是度量其性能好坏的重要指标。本装置通过以应用较为广泛的间壁式换热器（共有套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器四种）为实验对象，对其传热性能进行测试。。 二、系统特点 1.采用四种不同结构的换热器（分别为套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器）作为实验对象，对其进行性能测量。 2.实验装置可测定换热器总的传热系数、对数传热温差和热平衡误差等，并能根据不同的换热器对传热情况和性能进行比较分析。 3.实验装置采用工业现场的真实换热器部件，与实际应用接轨。 三、技术性能 1.输入电源：三相五线制 AC380V±10% 50Hz 2.工作环境：温度-10℃～+40℃；相对湿度＜85%(25℃)；海拔＜4000m 3.装置容量：＜4kVA 4.套管式换热器：换热面积0.14m2 5.螺旋板式换换热器：换热面积1m2 6.列管式换热器：换热面积0.5m2 7.钎焊板式换热器：0.144m2 8.电加热器总功率：＜3.5kW 9.安全保护：设有电流型漏电保护、接地保护，安全符合国家标准。 四、系统配置 1.被控对象系统：主要由不锈钢钢架、热水箱、热水泵、冷水箱、冷水泵、涡轮流量计、PT100温度传感器、板式换热器、列管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、冷凝器、电加热棒、电磁阀、电动球阀、黄铜闸阀以及管道管件等。 2.控制系统：主要由电源控制箱、漏电保护器、温度控制仪、流量显示仪、调压模块、开关电源以及开关指示灯等。 第二节换热器的认识 一、换热器的形式 能使热流体向冷流体传递热量，满足工艺要求的装置称为换热器。换热器的形式有很多，
换热网络与热集成
换热网络与热集成 4.1概述 本章进行了甲苯甲醇烷基化的冷热流股之间的能量匹配设计病构建换热网络。热集成旨在最大程度的利用流程内部的能量，减少公用工程的消耗，从而减 少操作费用，降低生产成本。通过对流程流股的深入分析，利用Aspen Energy Analyzer 设计换热网络，其主要步骤如下： 1)确定流程中需要换热的冷流股和热流股； 2)利用物流数据做出冷热流股的温焓图和总组合曲线图（GCC）； 3)确定最小传热温差； 4)找出夹点及最小冷、热公用工程用量； 5)构建优化换热网络。 4.2冷热流股确定 表4-1 换热冷热流股一览表 流股名称T in/℃T out/℃热负荷/KW 流股说明 6-to-7 25 480.3 8.06×105反应器R0101进料 4-to-5 25 485 9.85×108 反应器R0101进料Reboiler@T0101 124.7 127.63 3.2×105T0101再沸器Reboiler@T0102 142.5 143.7 8.4×104T0102再沸器Reboiler@T0201 163.9 167.6 2×104T0201再沸器15-to-16 460 25 7.15×108反应器R0103出料Condenser@T0101 115 113 3.8×106T0101冷凝器Condenser@T0102 119.3 118.3 7.2×106T0102冷凝器Condenser@T0201 144.2 143.4 1.07×105T0201冷凝器
利用Aspen Energy Analyzer 分析计算得到换热网络，如图4-1、4-2所示： 图4-1 换热网络示意图 图4-2 换热网络夹点图 换热网络设计流股分析报告如表4-2所示： 表4-2换热网络设计股流分析报告 最小传热温差最小热公用工程kj/h 最小冷公用工程kj/h 46.09℃ 1.063×109 4.025×109 4.3构建换热网络 根据Aspen Energy Analyzer 的计算，所有参与换热的流股形成的换热网络如图4-3所示：
遗传算法与神经网络的结合.
系统工程理论与实践 Systems Engineering——Theory & Practice 1999年第2期第19卷 vol.19 No.2 1999 遗传算法与神经网络的结合 李敏强徐博艺寇纪淞 摘要阐明了遗传算法和神经网络结合的必要性和可行性,提出用多层前馈神经网络作为遗传搜索的问题表示方式的思想。用遗传算法和神经网络结合的方法求解了短期地震预报问题,设计了用遗传算法训练神经网络权重的新方法,实验结果显示了遗传算法快速学习网络权重的能力,并且能够摆脱局部极点的困扰。 关键词遗传算法进化计算神经网络 On the Combination of Genetic Algorithms and Neural Networks Li Minqiang Xu Boyi Kou Jisong (Institute of Systems Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072 Abstract In this paper, we demonstrate the necessity and possibility of combining neural network (NN with GAs. The notion of using multilayered feed forward NN as the representation method of genetic and the searching technique is introduced. We combine GA and NN for solving short term earthquake forecasting problem, design a novel method of using GAs to train connection weights of NN.The empirical test indicates the capability of the new method in fast learning of NN and escaping local optima. Keywords genetic algorithms; evolutionary computation; neural networks
换热器综合实验(实验)
动力工程学院研究生实验报告题目：换热器综合实验 学号：20121002012 姓名：毛娜 教师：王宏 动力工程学院中心实验室 2013年7月
报告内容 一实验背景 换热器在工业生产中是经常使用的设备。热流体借助于传热壁面，将热量传递给冷流体，以满足生产工艺的要求。本实验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热：套管式换热器螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。其中，对套管式换热器和螺旋板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试，而列管式换热器只能作一种流动方式的性能测试。通过实验，主要达到以下目的： 1、熟悉换热器性能的测试方法； 2、了解套管式换热器，螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别； 3、加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识。 二实验方案 （一）实验装置 实验装置简图如图1所示： 图1 实验装置简图 1. 热水流量调节阀 2. 热水螺旋板、套管、列管启闭阀门组 3. 冷水流量计 4. 换热器进口压力表 5. 数显温度计 6. 琴键转换开关 7. 电压表 8. 电流表 9. 开关组 10. 冷水出口压力计11. 冷水螺旋板、套管、列管启闭阀门组 12. 逆顺流转换阀门组13. 冷水流量调节阀
换热器性能试验的内容主要为测定换热器的总传热系数，对数传热温差和热平衡误差等，并就不同换热器，不同两种流动方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。 本实验装置采用冷水可用阀门换向进行顺逆流实验；如工作原理图2所示。换热形式为热水—冷水换热式。热水加热采用电加热方式，冷—热流体的进出口温度采用数显温度计，可以通过琴键开关来切换测点。 注意事项： ①热流体在热水箱中加热温度不得超过80℃； ②实验台使用前应加接地线，以保安全。 图2 换热器综合实验台原理图 1. 冷水泵 2. 冷水箱 3. 冷水浮子流量计 4. 冷水顺逆流换向阀门组 5. 列管式换热器 6. 电加热水箱 7. 热水浮子流量计8. 回水箱9. 热水泵10. 螺旋板式换热器11. 套管式换热器 （二）实验台参数 1、换热器换热面积{F}： （1）套管式换热器：0.45m2 （2）螺旋板式换热器：0.65 m2 （3）列管式换热器：1.05 m2 2、电加热器总功率：9.0KW 3、冷、热水泵：
介绍遗传算法神经网络
课程设计作业——翻译 课题：介绍遗传算法神经网络 穆姣姣 0808490233 物流08-班
介绍遗传算法神经网络 理查德·坎普 1. 介绍 一旦一个神经网络模型被创造出来，它常常是可取的。利用这个模型的时候,识别套输入变量导致一个期望输出值。大量的变量和非线性性质的许多材料模型可以使找到一个最优组输入变量变得困难。 在这里,我们可以用遗传算法并试图解决这个问题。 遗传算法是什么?遗传算法是基于搜索algo-rithms力学的自然选择和遗传观察到生物的世界。他们使用两个方向(\适者生存”),在这种条件下,探索一个强劲的功能。重要的是,采用遗传算法,这不是必需要知道功能的形式,就其输出给定的输入(图1)。 健壮性我们这么说是什么意思呢?健壮性是效率和效能之间的平衡所使用的技术在许多不同的环境中。帮助解释这个问题,我们可以比其他搜索和优化技术,如calculus-based,列举,与随机的求索。 方法Calculus-based假设一个光滑,无约束函数和要么找到点在衍生为零(知易行难)或者接受一个方向梯度与当地日当地一所高中点(爬山)。研究了这些技术已经被重点研究、扩展、修改，但展现自己缺乏的鲁棒性是很简单的。 考虑如图2所示的功能。利用Calculus-based在这里发现极值是很容易的(假定派生的函数可以发现…!)。然而,一个更复杂的功能(图3)显示该方法是当地——如果搜索算法,在该地区的一个开始,它就会错过低高峰目标,最高的山峰。 图1 使用网络神经算法没必要知道它的每一项具体功能。 一旦一个局部极大时,进一步改进需要一个随机的重启或类似的东西。同时,假设一个函数光滑,可导,并明确知道很少尊重现实。许多真实世界充满了间断模型和设置在嘈杂的多通道搜索空间(图4)。 虽然calculus-based方法在某些环境中至非常有效的，但内在的假
换热器综合实验报告
实验四换热器综合实验报告 一、实验原理 换热器为冷热流体进行热量交换的设备。本次实验所用的均是间壁式换热器，热量通过 固体壁面由热流体传递给冷流体，包括：套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器。针对上述三种换热器进行其性能的测试。其中，对套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器可以进行顺流和逆流两种方式的性能测试。换热器性能实验的内容主要为测定换热器的总传热系数，对数传热温差和热平衡温度等，并就不同换热器，不同两种流动方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。 传热过程中传递的热量正比于冷、热流体间的温差及传热面积，即Q = KAΔT （1） 式中：A—传热面积，m2 （1）套管式换热器：0.45m2 （2）板式换热器：0.65m2 （3）管壳式换热器：1.05m2 电加热器：6kV ΔT—冷热流体间的平均温差，℃ K—换热器的传热系数，W/(m·℃) Q—冷热流体间单位时间交换的热量，W.冷热流体间的平均温差ΔT 常采用对数平均温差。对于工业上常用的顺流和逆流换热器，对数平均温差由下式计算 除了顺流和逆流按公式（2）计算平均温差以外，其他流动形式的对数平均温差，都可 以由假想的逆流工况对数平均温差乘上一个修正系数得到。修正系数的值可以由各种传热学书上或换热器手册上查得。 换热器实验的主要任务是测定传热系数K。实验时，由恒温热水箱中出来的热水经水泵
和转子流量计后进入实验换热器内管。在热水进出换热器处分别用热电阻测量水温。从换热 器内管出来的已被冷却的热水仍然回到热水箱中，经再加热供循环使用。冷却水由冷水箱经 水泵、转子流量计后进入换热器套管，在套管中被加热后的冷却水排向外界，一般不再循环 使用。套管外包有保温层，以尽量减少向外界的散热损失。冷却水进出口温度用热电阻测量。 通常希望冷热侧热平衡误差小于3%。 实验中待各项温度达到稳定工况时，测出冷、热流体进出口的温度和冷、热流体的流量， 就可以由下式计算通过换热面的总传热量 根据计算得到的传热量、对数平均温差及已知的换热面积，便可由公式（1）计算出传热系数K 。 换热器类型 方式 热进温度 热出温度 冷进温度 冷出温度 热流体流量 冷流体流量 板式 顺流 57.1 43.5 22.8 31.8 78 72 逆流 56.5 35.9 23.1 33.1 76 72 套管式 顺流 57.6 40.7 22.5 31.6 72 78 逆流 56.8 35.2 22.1 33 72 64 管壳式 顺流 57.1 40.5 22.5 31.3 76 72 逆流 57.2 41.1 22.6 32 74 65 计算传热系数K 和换热器效率 TA Q K ?=
换热网络设计
一.简介： 化学工业是耗能大户，在现代化学工业生产过程中，能量的回收及再利用有着极其重要的作用。换热的目的不仅是为了改变物流温度使其满足工艺要求，而且也是为了回收过程余热，减少公用工程消耗。在许多生产装置中，常常是一些物流需要加热，而另一些物流则需要冷却。将这些物流合理的匹配在一起，充分利用热物流去加热冷物流，提高系统的热回收能力，尽可能减少蒸汽和冷却水等辅助加热和冷却用的公用工程（即能量）耗量，可以提高系统的能量利用率和经济性。换热网络系统综合就是在满足把每个物流由初始温度达到制定的目 标温度的前提下，设计具有最加热回收效果和设备投资费用的换热器网络。 我们主要介绍利用夹点技术对换热网络进行优化。通过温度分区及问题表求出夹点及最小公用工程消耗，找出换热网络的薄弱环节提出优化建议，寻求最优的匹配方法。再从经济利益上进行权衡提出最佳的换热网络方案。提高能量的利用效率。 二.换热网络的合成——夹点技术 1、温度区间的划分 工程设计计算中，为了保证传热速率，通常要求冷、热物流之间的温差必须大于一定的数值，这个温差称作最小允许温差△Tmin。热物流的起始温度与目标温度减去最小允许温差△Tmin，然后与冷物流的起始、目标温度一起按从大到小顺序排列，生称n个温度区间，热
物流按各自冷、个温区，n从而生成表示，Tn+1……T1,T2分别用．的始温、终温落入相应的温度区间。 温度区间具有以下特性: （1）.可以把热量从高温区间内的任何一股热物流，传给低温区间内的任何一股冷物流。 （2）.热量不能从低温区间的热物流向高温区间的冷物流传递。 2、最小公用工程消耗 （1）.问题表的计算步骤如下： A：确定温区端点温度T1，T2，………Tn+1，将原问题划分为n个温度区间。 B：对每个温区进行流股焓平衡，以确定热量净需求量： Di=Ii－Qi=（Ti－Ti+1）（∑FCPC－∑FCPH） C：设第一个温区从外界输入热量I1为零，则该温区的热量输出Q1为：Q1=I1－D1=－D1根据温区之间热量传递特性，并假定各温区间与外界不发生热交换，则有：Ii+1=Qi Qi+1=Ii+1－Di+1=Qi－Di+1 利用上述关系计算得到的结果列入问题表 (2).夹点的概念（自己画图7-3） 从图中可以直观的看到温区之间的热量流动关系和所需最小公用工程用量，其中SN2和SN3间的热量流动为0，表示无热量从SN2流向SN3。这个流量为零的点就称为夹点。 3、温焓图与组合曲线
基于遗传算法的BP神经网络的应用
基于遗传算法的BP神经网络的应用 ----非线性函数拟合 摘要人工神经网络在诸多领域得到应用如信息工程、自动控制、电子技术、目标识别、数学建模、图像处理等领域，并且随着神经网络算啊发的不断改进以及其他新算法的结合，使其应用的领域越来越广。BP神经网络是目前神经网络领域研究最多应用最广的网络，但BP神经网络学习算法易陷入局部极小的缺陷，本文采用遗传算法来优化BP神经网络的性能。首先采用遗传算法来优化BP神经网络的权值和阈值，然后将这些优化值赋给网络得到优化的BP神经网络，最后用MATLAB仿真平台，对非线性函数的逼近拟合和极值寻优问题进行实验。数值仿真结果表明：经遗传算法优化的BP神经网络能有效地避免原始BP神经网络容易出现的局部极小的缺陷，且具有收敛速度快和精度高等优点。 关键词：BP神经网络遗传算法 MATLAB 结构优化 Abstract— In recent years, artificial neural network gradually attention has been paid into the hot area of research in many fields have been involved in electronic applications such as other fields have a wide range of applications, and also continued to expand its applications. To alleviate the shortcoming of easily sinking into the local minimum existing in the BP neural network, the paper exploits the genetic algorithm to optimize the BP neural network. First of all, the genetic algorithm is utilized to optimize the weight values as well as the threshold values of the BP neural network. Subsequently, by using the optimized weight values and threshold values, we are able to get the improved BP neural network. Furthermore, we employ the simulation data to measure the performance of the improved BP neural network. The numerical results indicate that the optimized BP neural network can effectively overcome the local minimum of the original BP neural network and outperform the original BP neural network in the aspects of convergence speed and
神经网络与遗传算法
5.4 神经网络与遗传算法简介 在本节中，我们将着重讲述一些在网络设计、优化、性能分析、通信路由优化、选择、神经网络控制优化中有重要应用的常用的算法，包括神经网络算法、遗传算法、模拟退火算法等方法。用这些算法可以较容易地解决一些很复杂的，常规算法很难解决的问题。这些算法都有着很深的理论背景，本节不准备详细地讨论这些算法的理论，只对算法的原理和方法作简要的讨论。 5.4.1 神经网络 1. 神经网络的简单原理 人工神经网络（Artificial Neural Networks，简写为ANNs）也简称为神经网络（NNs）或称作连接模型（Connectionist Model），是对人脑或自然神经网络（Natural Neural Network）若干基本特性的抽象和模拟。人工神经网络以对大脑的生理研究成果为基础的，其目的在于模拟大脑的某些机理与机制，实现某个方面的功能。所以说, 人工神经网络是由人工建立的以有向图为拓扑结构的动态系统，它通过对连续或断续的输入作出状态相应而进行信息处理。它是根据人的认识过程而开发出的一种算法。假如我们现在只有一些输入和相应的输出，而对如何由输入得到输出的机理并不清楚，那么我们可以把输入与输出之间的未知过程看成是一个“网络”，通过不断地给这个网络输入和相应的输出来“训练”这个网络，网络根据输入和输出不断地调节自己的各节点之间的权值来满足输入和输出。这样，当训练结束后，我们给定一个输入，网络便会根据自己已调节好的权值计算出一个输出。这就是神经网络的简单原理。 2. 神经元和神经网络的结构 如上所述，神经网络的基本结构如图5.35所示： 隐层隐层2 1 图5.35 神经网络一般都有多层，分为输入层，输出层和隐含层，层数越多，计算结果越精确，但所需的时间也就越长，所以实际应用中要根据要求设计网络层数。神经网络中每一个节点叫做一个人工神经元，他对应于人脑中的神经元。人脑神经元由细胞体、树突和轴突三部分组成，是一种根须状蔓延物。神经元的中心有一闭点，称为细胞体，它能对接受到的信息进行处理，细胞体周围的纤维有两类，轴突是较长的神经纤维，是发出信息的。树突的神经纤维较短，而分支众多，是接收信息的。一个神经元的轴突末端与另一神经元的树突之间密
传热综合实验(参考提供)
实验五 传热综合实验 一、实验目的 1.通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。 2.通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值和强化比Nu/Nu 0，了解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验内容 1. 测定5～6个不同流速下普通套管换热器的对流传热系数i α，对i α的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。 2.测定5～6个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数i α，对i α的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值。 3.同一流量下，按实验1所得准数关联式求得Nu 0，计算传热强化比Nu/Nu 0。 三、实验原理 （一） 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 1.对流传热系数i α的测定 对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定。因为i α< 一、名词解释（10分）： １改变过程系统中的设备类型或相互间的联结关系，以优化过程系统；参数优化指在确定的系统结构中，改变操作参数，是过程某些指标达到优化。 ２识别出系统中的独立子系统，进一步识别出这些子系统中必须同时求解的方程组及其对应的循环回路或最大循环网，将系统中的节点、拟节点按信息流方向排出没有环路的序列，确定有力的求解顺序。 ３最好的设计变量选择是使设计方程得到一个开链结构。 ４质量衡算方程、相平衡方程、组分归一方程和焓衡算方程。 ５利用热力学原理，将反应、分离、换热、热机、热泵等过程的用能特性从用能本质的角度一致起来，将全过程的能量综合问题转化为有约束的换热网络综合问题。 二、判断以下问题是非（10分） （1）采用夹点设计法设计换热网络时，为保证系统的最大热回收，应避免热物流穿越夹点。（N） （2）热泵与系统热集成时，将热泵穿越夹点放置是有效的热集成。（Y） （3）两个或两个以上相连的循环回路一定构成最大循环网。（N） （4）采用断开热负荷回路的方法调优换热器网络，合并换热器后的结构除了需要保证每个单元设备热负荷为非负外，还要检验每个单元设备的传热温差是否大于或等于最小的允许传热温差。（Y） （5）R组分简单塔精馏分离序列的综合问题，可以看成是R-1阶段决策问题。 （Y） （6）系统的自由度为系统变量数减去描述系统的所有方程数。（N） （7）能够把全部简单回路至少断裂一次的断裂组定义为多余断裂组。（N）（8）穿越夹点的热流量为零，则夹点处的传热推动力为零。（N） （9）利用能量松弛法调优换热器网络，调优前后系统所需的冷、热公用负荷不变。（N） （10）对于已给定热交换量的情况，通过热交换面的传热温差愈小，过程的不可逆性愈小，有效能损失小。（Y） 三、过程系统分解（15分） 1．识别不相关独立子系统； 2．断裂所有最大循环网； 3．画出迭代计算顺序图。 化工传热综合实验装置 说明书 化学与生物工程学院环境工程实训室 2016．11 一、实验目的： 1.通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 2.通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究， 掌握对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 3.学会并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。 4.由实验数据及关联式Nu=ARe m Pr 0.4计算出Nu 、Nu 0，求出强化比Nu/Nu 0，加 深理解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验内容： 1.测定5-6组不同流速下简单套管换热器的对流传热系数i α。 2.测定5-6组不同流速下强化套管换热器的对流传热系数i α。 3.对i α的实验数据进行线性回归，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的数值。 4.通过关联式Nu=ARe m Pr 0.4计算出Nu 、Nu 0，并确定传热强化比Nu/Nu 0。 三、实验原理： 1.普通套管换热器传热系数测定及准数关联式的确定： （1）对流传热系数i α的测定： 对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，通过实验来测定。因为i α< 2018年“东华科技-陕鼓杯” 第十二届全国大学生化工设计竞赛 中石化镇海炼化分公司 年产1.2万吨叔丁胺和1.8万吨聚异丁烯项目能量集成及换热网络设计 ZJU C.E.O团队 叶骐瑜陈宁洁方譽錡俞彬彬李锦秀 指导老师：胡晓萍 目录 1概述 (3) 2原始工艺流股提取 (4) 3原始工艺流股的能耗分析 (5) 4工艺流程的改进 (6) 5改进工艺流股的提取及分析 (7) 6换热网络设计 (10) 7热泵技术分析 (13) 8相变潜热利用分析 (14) 9节能技术利用总结 (15) 10总结 (16) 1概述 本项目是中石化镇海炼化分公司MTBE来源粗异丁烯利用子项目。该项目采用传统的MTBE精制路线，直接以镇海炼化MTBE生产装置裂解提纯得到高纯异丁烯，利用部分高纯异丁烯来生产1.8万吨／年的纯度为99.7%的中分子量聚异丁烯，另一部分高纯异丁烯进一步催化胺化生产 1.2万吨／年附加值更高的叔丁胺。运行操作成本是一个重要评价参数。原料的预热、精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。 本项目工艺由异丁烯提纯、叔丁胺合成、叔丁胺提纯、异丁烯聚合和聚异丁烯后处理五个工段组成。流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。为此，我们运用Aspen Energy Analyzer V10软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。 通过对本项目工艺流股温位和换热要求的分析，为了尽可能降低系统能耗费用以及母厂可供公用工程的来源，本换热网络需要的冷公用工程包括循环冷却水、空气和冷冻剂，热公用工程包括为125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽、250℃的高压蒸汽和400℃的热油，均可由厂区公用工程站和冷冻站提供，形成与母厂的公用工程集成。 通过对系统工艺流股的能耗分析，为了尽可能地利用组合曲线平台区潜热，在工艺流程中采用了双效精馏技术和热泵技术，并进一步进行了换热网络的集成和优化，可以回收热量10782.97kW，占比27.21%,效精馏技术和热泵的采用消耗了约31kW，总计节约能量约10751.97Kw。 换热网络设计 学院： 班级： 组员： 指导老师： 目录 1. 前言 (2) 2. 换热网络合成----夹点技术 (4) 2.1 夹点特性 (4) 2.1.1 温度区间的划分 (6) 2.1.2 最小公用工程消耗 (7) 2.1.3 温焓图与组合曲线 (8) 3. 夹点法设计能量最优的换热网络 (10) 3.1 匹配的可行性原则 (10) 3.2 流股的分割---FCP 表 (11) 3.3 流股的匹配----勾销推断法 (13) 4．换热网络的调优 (15) 4.1 最小换热单元数 (15) 4.2 能量与设备数的权衡 (16) 4.3 △Tmin的选择 (17) 5. 实例演算 (19) 6. 心得体会 (40) 1 前言 化学工业是耗能大户，所以说在现代化学工业生产过程中，能量的回收及再利用有着极其重要的作用。换热的目的不仅是为了改变物流温度使其满足工艺要求，而且也是为了回收过程余热，减少公用工程消耗。在许多生产装置中，常常是一些物流需要加热，而另一些物流则需要冷却。将这些物流合理的匹配在一起，充分利用热物流去加热冷物流，提高系统的热回收能力，尽可能减少蒸汽和冷却水等辅助加热和冷却用的公用工程（即能量）耗量，可以提高系统的能量利用率和经济性。合理有效的解决物流间的换热问题，涉及如何确定物流间匹配换热的网络结构及相应的换热负荷分配。换热网络系统综合就是在满足把每个物流由初始温度达到 制定的目标温度的前提下，设计具有最大热回收效果和最小设备投资费用的换热器网络。 在七十年代能源危机刺激了过程集成技术的发展。过程设计从对单元操作的优化逐渐发展到对全系统的优化集成。从70年代末发展起来的夹点技术是一项最成功的过程集成技术。英国学者Linnhoff博士领导的英国帝国化学公司（ICI）的过程综合小组率先在工程设计中采用了这种全新的设计方法，取得了令人瞩目的节能效果。在新建工厂的设计中，每个工程项目比常规设计平均节能30%，并且还同时节省了设备投资，在现场装置技术改造的应用中，投资回收期一般为12个月左右。 80年代，夹点技术在欧美等工业国家迅速得到推广应用，并取得了显著的经济效益和社会效益。目前国际上许多著名的大型化工公司局普遍采用这一先进技术。一些大型工程公司都有专门研究小组从事夹点技术的研究和应用。Linnhoff March博士于1984年创立了Linnhoff March 工程技术公司,专门从事夹点技术的推广应用，之后又在英国曼彻斯特大学建立过程综合研究中心作为公司的技术后盾。 本文主要利用夹点技术对换热网络进行优化，通过温度分区及问题表求出夹点及最小公用工程消耗，找出换热网络的薄弱环节提出优化建议，寻求最优的匹配方法；再从经济利益上进行权衡提出最佳的换热网络方案，来提高能量的利用效率。 2 换热网络合成---夹点技术 上世纪70年代末，Linnhoff等人首先提出了换热网络的温度夹点（Pinch point）问题，该夹点限制了网络可能达到的最大能量回收。据初步统计，迄今为止，国际上已有2000多个工程项目采用了这项技术。原化工部1992年7月邀请Linnhoff March 工程技术公司到我国试点，制定全国乙烯生产能耗最低的盘锦天然气化工场作试点单位，实验结果令人满意。 夹点技术立足于严格热力学和数学原则，具有完备的理论基础。计算简单，可靠，方法灵活，实用，工程技术人员容易掌握，并可以发挥设计者多年工程设计经验和生产实践经验，更好的从事设计工作。因此，夹点技术代表了一种全新的，强有力的设计方法。在本文下面的内容中我们会具体的介绍夹点技术的使用方法、步骤及其在换热网络中的应用。 2.1 夹点特性 （1）夹点的能量特性 夹点限制了能量得进一步回收，它表明了换热网络消耗得公用工程用量已达到最小状态。可以说，求解能量最优的过程就是寻找夹点的过程。 （2）夹点的位置特性 换热器综合实验台 实验指导书 换热器性能实验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热器—套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试. 其中, 对套管式换热器和螺旋板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试而列管式换热器只进行一种流动方式的性能测试 . 换热器性能实验的内容主要为测定换热器的总传热系数、对数传热温差和热平衡误差等 , 并就不同换热器、不同两种流动方式、不同工况的传热情况和性能进行比较和分析 . 一、实验目的 1、熟悉换热器性能的测试方法； 2、了解套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其 性能的差别； 3、加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识； 4、绘制换热器传热性能曲线 二、实验装置 实验装置采用（换热器综合实验台）, 其流程图如图 1所示. 换热形式为热水 - 冷水换热 . 热水加热采用电加热式（可调节加热功率），冷水为循环用水（可外接自来水），顺逆流的换向阀及各种换热器的切换均采用电控阀门控制，冷、热流体的进出口温度采用温度数显仪，可以通过琴键开关来切换测温点。 三、实验操作 1、实验前准备 ①熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。 ②更换并安装好需要测试的换热器。 ③按顺流（或逆流）方式调整冷流换向阀门组和各阀门的开或闭。 ④冷、热水箱充水。 2、进行实验 ①接通电源，启动冷水泵和热水泵（为了提高热水温升速度，可先不启动冷水 泵），并调节好合适的流量。 ②调整控温仪，使其能使加热水温控制在 80C以下的某一指定温度。 ③将热水箱的手动和自动电加热器均送电投入使用。 ④待自动电加热器第一次动作之后，切断手动电加热器开关。此后，加热系统进入 自动控温状态。 ⑤利用温度测点选择琴键开关和温度数显仪，观测和检查换热器冷、热流体的进出 口温度。 ⑥待冷、热流体的温度基本稳定后，即可测读出这些测温点的温度数值，同时在流 量计上测读冷、热流体的流量读数。 把这些测试结果记录在事先设计好的实验记录表（如下表）中。 ⑦如需要改变流动方向（顺、逆流）的实验，或需要绘制换热器传热性能曲线而要 求改变工况（如改变冷水（热水）流速（或流量））进行实验，或需要重复进行实验时，都就要重新安排实验，实验方法与上述基本相同。记录下这些实验的测试数据。 ⑧实验结束后，首先关闭电加热器， 5 分钟后切断全部电源。 神经网络的应用及其发展 神经网络的应用及其发展 来源：辽宁工程技术大学作者： 苗爱冬 [摘要] 该文介绍了神经网络的发展、优点及其应用和发展动向，着重论述了神经网络目前的几个研究热点，即神经网络与遗传算法、灰色系统、专家系统、模糊控制、小波分析的结合。 [关键词]遗传算法灰色系统专家系统模糊控制小波分析 一、前言 神经网络最早的研究20世纪40年代心理学家Mcculloch和数学家Pitts 合作提出的，他们提出的MP模型拉开了神经网络研究的序幕。神经网络的发展大致经过三个阶段：1947~1969年为初期，在这期间科学家们提出了许多神经元模型和学习规则，如MP模型、HEBB学习规则和感知器等；1970~1986年为过渡期，这个期间神经网络研究经过了一个低潮，继续发展。在此期间，科学家们做了大量的工作，如Hopfield教授对网络引入能量函数的概念，给出了网络的稳定性判据，提出了用于联想记忆和优化计算的途径。1984年，Hiton教授提出Boltzman机模型。1986年Kumelhart等人提出误差反向传播神经网络，简称BP网络。目前，BP网络已成为广泛使用的网络；1987年至今为发展期，在此期间，神经网络受到国际重视，各个国家都展开研究，形成神经网络发展的另一个高潮。神经网络具有以下优点： (1) 具有很强的鲁棒性和容错性，因为信息是分布贮于网络内的神经元中。 (2) 并行处理方法，使得计算快速。 (3) 自学习、自组织、自适应性，使得网络可以处理不确定或不知道的系统。 (4) 可以充分逼近任意复杂的非线性关系。 (5) 具有很强的信息综合能力，能同时处理定量和定性的信息，能很好地协调多种输入信息关系，适用于多信息融合和多媒体技术。 二、神经网络应用现状 神经网络以其独特的结构和处理信息的方法，在许多实际应用领域中取得了显著的成效，主要应用如下： (1) 图像处理。对图像进行边缘监测、图像分割、图像压缩和图像恢复。 (2) 信号处理。能分别对通讯、语音、心电和脑电信号进行处理分类；可用于海底声纳信号的检测与分类，在反潜、扫雷等方面得到应用。 (3) 模式识别。已成功应用于手写字符、汽车牌照、指纹和声音识别，还可用于目标的自动识别和定位、机器人传感器的图像识别以及地震信号的鉴别大连理工化工过程合成与分析08年考题答案复习进程
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能量集成及换热网络设计
换热网络设计
换热器综合实验台
神经网络的应用及其发展