复杂并流多效蒸发系统的数学模型与矩阵解法

建立了有冷凝水闪蒸和额外蒸汽引出的复杂并流多效蒸发系统的数学模型 ,常规并流多效蒸发模型只是该模型的一个特例。提出一种新算法———迭代法结合矩阵法求解模型并给出算法框图。算例表明新算法比常用的牛顿迭代法和Broyden法效率更高 ,具有对初值要求不高、收敛稳定性好、收敛速度快等优点。对三效并流蒸发蔗糖水溶液系统 ,采用冷凝水闪蒸和引出额外蒸汽将原料液从 2 6 7℃预热至 90℃ ,约可节省 16 %的加热生蒸汽 ,节能效果显著。

有固相析出的并流多效蒸发系统优化设计研究

建立了带有固相析出的并流多效蒸发系统优化设计数学模型。该模型以整个蒸发系统的年总费用 (包括加热蒸汽年费用、真空系统年费用以及蒸发器和各辅助设备的年折旧维修费用等 )最小为优化目标 ,以生蒸汽压力、冷凝器真空度及各效有效传热温度差为决策变量 ,应用一种新算法———复合形法结合拉格朗日乘子法和矩阵法求最优解。算例表明 ,生蒸汽压力、冷凝器真空度对优化结果影响显著 ,按新模型优化设计比常规设计可节省费用 10 %左右。

有固相析出的并流多效蒸发系统常规设计的模型与算法研究

建立了带有固相析出的并流多效蒸发系统的数学模型。模型将系统中的固液相平衡关系和汽液相平衡关系用回归式表达 ,易于编程用计算机求解 ,避免了繁琐的手工计算。模型可以写成矩阵方程的形式 ,在特定情况下模型简化为没有固相析出的并流多效蒸发模型。提出一种高效的新算法———迭代法结合矩阵法求解模型。算例表明 ,新算法收敛速度快、收敛稳定性好。

并流多效蒸发淡碱浓缩工艺优化设计研究

建立了并流多效蒸发淡碱浓缩工艺优化设计的数学模型。该模型以整个系统 (包括多效蒸发及多级预热两个序贯系统 )的年总费用 (包括系统年操作费用和年设备折旧维修费用 )最小为优化目标 ,以生蒸汽压力、冷凝器真空度、各效蒸发器有效传热温度差为决策变量 ,提出一种新算法———遗传算法结合拉格朗日乘子法求最优解。算例表明 ,生蒸汽压力、冷凝器真空度及淡碱液湿度对优化结果影响显著 ,各效有效传热温度差的影响不显著。优化设计比常规设计可节省年总费用 13 %～ 17%左右。

浓缩蔗糖汁的高效节能热泵并流多效蒸发系统

为了大幅降低蔗糖厂蒸发工艺的能耗,首次将蒸汽喷射式热泵技术、冷凝水闪蒸和引出额外蒸汽预热糖汁等3种节能措施,同时运用于糖汁浓缩并流多效蒸发系统中,并建立了用矩阵方程描述的该系统的数学模型。模型具有很强的通用性,可实现上述节能措施的自由组合和热泵在任意效抽汽的功能,还可推广用于食品工业其它热敏性溶液的蒸发浓缩;模型存在最佳的热泵喷射系数和抽汽位置,同时采用上述3种节能措施且在最佳条件下可以高效节能。用迭代法结合矩阵法求解浓缩糖汁的热泵并流四效蒸发系统的模型,结果表明,同时采用上述3种节能措施,并在满足约束条件的前提下,将糖汁预热至90℃,热泵的喷射系数为0.5,抽汽位置在第2效时节省的生蒸汽消耗量高达41%左右。

并流多效蒸发系统的计算机辅助计算

建立了带有冷凝水闪蒸和额外蒸汽引出的并流多效蒸发系统工艺计算的数学模型 ,用计算机辅助计算方法求解 .算法用VisualBasic 5 .0编程实现 .算例表明 ,计算方法快速、准确 ,对四效并流蒸发蔗糖水溶液系统 ,引出额外蒸汽将原料液从 2 6 .7℃预热到 6 0℃进料并利用冷凝水闪蒸可节省加热蒸汽约 11% .

高效节能海水淡化热泵并流多效蒸发系统研究

为了降低海水淡化过程的能耗,首次建立了同时包含蒸汽喷射式热泵技术、引出额外蒸汽预热海水和冷凝水闪蒸等3种节能措施的海水淡化热泵并流多效蒸发系统的数学模型,并用矩阵方程的形式描述该模型,具有很强的通用性,可简化为具有不同节能措施组合或无节能措施的并流多效蒸发模型,还可实现热泵在任意效抽汽的功能。用收敛速度快的迭代法结合矩阵法模拟求解海水淡化热泵并流9效蒸发系统,结果表明同时采用上述3种节能措施,且在满足相关约束条件下,使海水的预热温度尽可能高,使热泵的喷射系数和抽汽位置均为最佳值时该蒸发系统是高效节能的,节省的生蒸汽消耗量最高可达16.72%左右。