基于拟牛顿法气-液直接接触式冷却塔设计实例研究
摘要：最优化计算方法是能源与动力专业的基础课程，目前缺乏关于能源装备的实际案例。采用拟牛顿算法求解气-液接触式冷却塔设计问题。首先基于蒸发和冷凝物理过程构建常微分方程，进而采用拟牛顿法求解常微分方程，为改善迭代稳定性，开发一种基于液相温度最大值点的迭代更新算法，具有很好的收敛速度和稳定性。针对国外某台28 MWe富氧燃烧电厂实际烟气计算所需冷却塔填料高度。研究发现：L/G对填料高度和烟气出口湿度的影响相似。过低的L/G大大增加填料高度和烟气出口湿度，而过高的L/G并不能有效降低填料高度和烟气出口湿度，存在最优L/G范围。降低液体温度提高了冷却塔出口烟气的冷凝效率，但温度低于10℃，冷凝效率的提升有限。根据L/G与液体温度的关系，获得最优的液体温度为10℃，相应的最优L/G范围为3.4~4.5。
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