基于擬牛頓法氣-液直接接觸式冷卻塔設計實例研究
摘要：最優化計算方法是能源與動力專業的基礎課程，目前缺乏關于能源裝備的實際案例。采用擬牛頓算法求解氣-液接觸式冷卻塔設計問題。首先基于蒸發和冷凝物理過程構建常微分方程，進而采用擬牛頓法求解常微分方程，為改善迭代穩定性，開發一種基于液相溫度最大值點的迭代更新算法，具有很好的收斂速度和穩定性。針對國外某臺28 MWe富氧燃燒電廠實際煙氣計算所需冷卻塔填料高度。研究發現：L/G對填料高度和煙氣出口濕度的影響相似。過低的L/G大大增加填料高度和煙氣出口濕度，而過高的L/G并不能有效降低填料高度和煙氣出口濕度，存在最優L/G范圍。降低液體溫度提高了冷卻塔出口煙氣的冷凝效率，但溫度低于10℃，冷凝效率的提升有限。根據L/G與液體溫度的關系，獲得最優的液體溫度為10℃，相應的最優L/G范圍為3.4~4.5。
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