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Modular design of heat exchanger networks

机译：换热网络的模块化设计

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Heat exchanger networks (HENs) are essential for energy recovery in process plants. Current HEN design methods use approximate models to improve convergence. This work presents a novel linear rigorous algorithm for computation of mass and energy balances which enables rapid synthesis of optimal HEN structure by using modular size heat exchangers. HEN non-iterative simulation algorithm: 1) solves mass balance equations for the network; 2) computes heat exchanger energy transfer factor which depends only on the current flows through the exchanger and conditions for a typical counter-current heat exchanger; 3) solves linear energy balance given results from 1 and 2. This once-through rapid computation enables network design via differential evolution algorithm by using heat exchangers in modular sizes. Several examples illustrate the algorithm capability to determine the best structures. Proposed method enables design of lower capital cost networks that are as efficient as the networks with custom exchanger sizes.
机译：热交换器网络（HENs）对于加工厂的能量回收至关重要。当前的HEN设计方法使用近似模型来提高收敛性。这项工作提出了一种用于质量和能量平衡计算的新颖线性严格算法，该算法能够通过使用模块化尺寸的热交换器快速合成最佳HEN结构。 HEN非迭代模拟算法：1）求解网络的质量平衡方程； 2）计算热交换器的能量传递因子，该因子仅取决于流过热交换器的电流和典型逆流热交换器的条件； 3）根据1和2的结果解决线性能量平衡。这种一次通过的快速计算可通过使用模块化尺寸的热交换器，通过差分演化算法进行网络设计。几个示例说明了确定最佳结构的算法功能。所提出的方法使得能够设计出与具有定制交换器尺寸的网络一样有效的较低资本成本的网络。

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