Подход к решению задач синтеза одностадийных систем теплообменных аппаратов с учетом неопределенности в исходной информации

Аннотация

Решение задач синтеза сложных технологических систем требует решения дискретно-непрерывных задач нелинейного программирования. Для обеспечения работоспособности синтезируемой системы необходимо учесть изменения в условиях функционирования, что приводит к учету жестких или мягких ограничений и интегральному виду функции цели в задаче оптимизации. В работе предлагается подход к решению задачи синтеза оптимальных систем одностадийного теплообмена при учете изменяющихся условий эксплуатации. Предлагаемый подход основан на разбиении области, которая характеризует изменение условий функционирования синтезируемой системы, на подобласти, имеющие меньшие размерности и меньший размера. Решение задачи синтеза одностадийной системы теплообменных аппаратов проводится на основе декомпозиции изначально заданной суперструктуры, которая включает все структуры систем одностадийного теплообмена, возможные для заданного набора горячих и холодных потоков, включенных в процесс теплообмена. Процедура декомпозиции проводится до уровня отдельного теплообменного аппарата и связанной с ним подобласти неопределенности. Это позволит провести декомпозицию исходной задачи на подзадачи проектирования оптимальных работоспособных подсистем теплообмена для двух потоков. Решение таких задач даст оценки эффективности подсистем теплообмена, не зависящие от изменения значений неопределенных параметров. Вычисление значения оценки эффективности проводится решением задачи проектирования подсистемы с учетом связанной с ней подобластью неопределенности. Решение проводится на основе одноэтапной задачи оптимизации с мягкими ограничениями. Определение оптимальной структуры системы проводится решением задачи о назначениях на основе полученных оценок. Это позволит построить гибкую оптимальную систему одностадийного теплообмена путем выбора и объединения подсистем с лучшими характеристиками эффективности.v