| | SLO | ENG | Cookies and privacy

Bigger font | Smaller font

Search the digital library catalog Help

Query: search in
search in
search in
search in
* old and bologna study programme

Options:
  Reset


1 - 3 / 3
First pagePrevious page1Next pageLast page
1.
Primerjava zaporedne in simultane sinteze toplotno integriranih vodnih omrežij : magistrsko delo
Nikolina Cetin, 2023, master's thesis

Abstract: V magistrskem delu smo primerjali dva pristopa pridobivanja toplotno integriranega vodnega omrežja. Prvi pristop je bil zaporedni pristop, katerega smo zasnovali s konstrukcijo vodnega omrežja v prvem koraku s pomočjo nelinearnega programiranja (NLP). Na podlagi pridobljenega vodnega omrežja smo sestavili niz različnih možnih toplotnih tokov, glede na možnosti mešanja tokov. Na podlagi pridobljenih tokov smo izvedli različne primere toplotne integracije s pomočjo mešano celoštevilskega nelinearnega programiranja (MINLP) in modela Synheat ter primerjali njihove skupne letne stroške. Drugi pristop je bil simultani pristop, kjer smo hkrati optimirali celotno toplotno integrirano vodno omrežje s pomočjo mešano celoštevilskega nelinearnega programiranja (MINLP). V obeh pristopih je bila namenska funkcija definirana kot minimiranje skupnih letnih stroškov toplotno integriranega vodnega omrežja. Pri zaporednem pristopu smo obravnavali štiri različne primere pridobivanja toplotnih tokov. Rešitev je bila toplotno integrirano vodno omrežje. Omrežje, ki je po optimizaciji doseglo najnižje skupne letne stroške (TAC) smo nato primerjali z rešitvijo simultanega omrežja. Pri primerjavi smo se osredotočili na postavitev omrežja, tokove, ki so določeni, količino izmenjane oz. oddane toplote, potrebne velikosti prenosnikov in grelcev ter investicijo in obratovalne stroške. Ugotovili smo, da simultani pristop zagotavlja nižje skupne letne stroške toplotno integriranega vodnega omrežja, saj omogoča optimalno razmerje cepitve tokov za zmanjšane površine prenosnikov, česar pri zaporednem pristopu ne moremo napovedati, saj obstaja neskončno mnogo možnosti za razmerje cepitve tokov.
Keywords: vodna omrežja, toplotna integracija, toplotno integrirana vodna omrežja, zaporedna sinteza, simultana sinteza, matematično programiranje
Published in DKUM: 03.04.2023; Views: 441; Downloads: 56
.pdf Full text (1,92 MB)

2.
3.
MINLP SINTEZA VODNIH OMREŽIJ IN OMREŽIJ TOPLOTNIH PRENOSNIKOV
Miloš Bogataj, 2010, dissertation

Abstract: V doktorski disertaciji obravnavamo dve tematiki s področja sinteze procesov. Prva je sinteza toplotno integriranih vodnih omrežij. Vodna omrežja so v takšni ali drugačni obliki integralni del praktično vseh kemijskih procesov. Zaradi relativno nizkih cen vode, nezavedanja o omejenosti vodnih virov in ohlapne okoljske zakonodaje so bila pogosto deležna premajhne pozornosti. Poleg same porabe vode in problematike, ki jo prinese njeno onesnaževanje z vrsto različnih onesnaževal, je enako problematična tudi spremljajoča poraba energije. V preteklosti se je izkazalo, da so rešitve sinteznih problemov, kadar obravnavamo snovne in energijske bilance ter investicijska sredstva in obratovalne stroške hkrati, v večini primerov boljše od tistih, ki jih dobimo na osnovi sekvenčnega pristopa. Iz tega razloga predlagamo simultan pristop k reševanju problematike toplotno integriranih vodnih omrežij. Sintezni problem zapišemo na osnovi matematičnega zapisa dveh med seboj povezanih superstruktur v obliki mešano celoštevilskega nelinearnega problema (MINLP). Prva je superstruktura vodnega omrežja, kjer so procesne enote med seboj povezane s tokovnicami preko mešalnikov in razdelivcev tokov. Druga je nadgrajena stopenjska superstruktura omrežja toplotnih prenosnikov, v kateri je omogočeno mešanje procesnih tokov. Predlagani pristop omogoča sintezo toplotno integriranih vodnih omrežij, v katerih je učinkovitost izrabe vode zasnovana na izkoriščanju možnosti njene ponovne uporabe in regeneracije. Energijsko učinkovitost dosegamo z izkoriščanjem posrednega prenosa toplote (v toplotnih prenosnikih) in neposrednega prenosa toplote (mešanje procesnih tokov). Strukture toplotno integriranih vodnih omrežij, ki jih dobimo z uporabo predlaganega pristopa, so topološko enostavne in ekonomsko učinkovite. Druga tematika je globalno optimiranje omrežij toplotnih prenosnikov. Ekonomsko ugodne rešitve problema sinteze omrežij toplotnih prenosnikov zagotovimo, kadar hkrati optimiramo investicijska sredstva, ki so vezana na ploščino toplotnih prenosnikov in obratovalne stroške, ki nastanejo zaradi porabe pogonskih sredstev. To zahteva formulacijo v obliki problema MINLP, ki je zaradi prisotnih nelinearnih funkcij nekonveksen. Posledično so dobljene rešitve lokalno optimalne. Za zagotavljanje globalne optimalnosti rešitev predlagamo formulacijo modela MINLP na osnovi stopenjske superstrukture in pridružene agregirane podstrukture, ki vsebuje število toplotnih prenosnikov in je blizu teoretičnega minimuma. Stopenjska superstruktura služi zgolj kot matrica za določanje termodinamsko dopustnih toplotnih stikov. Vse nekonveksnosti so prenesene v agregirano podstrukturo, kar močno zmanjša njihovo število. Konveksifikacijo nekonveksnih izrazov izvedemo z uporabo večnivojskih odsekovnih podcenitvenih funkcij, s katerimi zamenjamo vire nekonveksnosti. Konveksni model nato uporabimo za določevanje veljavne spodnje meje originalnemu nekonveksnemu problemu. Vrzel med veljavno spodnjo mejo in zgornjo mejo zmanjšamo do zadostitve tolerančnega kriterija z uporabo v ta namen razvitega večnivojskega algoritma, s katerim rešujemo konveksni problem MINLP.
Keywords: sinteza procesov, toplotno integrirana vodna omrežja, globalno optimiranje, omrežje toplotnih prenosnikov, mešano celoštevilsko nelinearno programiranje.
Published in DKUM: 01.07.2010; Views: 3968; Downloads: 359
.pdf Full text (15,93 MB)

Search done in 0.09 sec.
Back to top
Logos of partners University of Maribor University of Ljubljana University of Primorska University of Nova Gorica