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申请/专利权人：北京蓝爱迪电力技术有限公司

摘要：本发明公开了一种多目标优化的气固两相流加热系统设计方法及系统，涉及气固两相流加热系统设计技术领域，通过训练传热系数预测模型和滑移速度预测模型，并收集加热系统的常数参数的参数值集合，设计气固两相流加热系统的设计变量集合；收集传热系数预测模型对应的传热系数拟合函数，并收集滑移速度预测模型对应的滑移速度拟合函数，基于设计变量集合、常数参数的参数值、传热系数拟合函数和滑移速度拟合函数，设计系统设计优化问题，对系统设计优化问题进行求解，对气固两相流加热系统进行参数设计；实现在气固两相流加热系统构建之前，完成系统结构设计和工艺优化。

主权项：1.一种多目标优化的气固两相流加热系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：预先收集传热系数训练样本数据以及滑移速度训练样本数据；步骤二：基于传热系数训练样本数据训练传热系数预测模型，并基于滑移速度训练样本数据训练滑移速度预测模型；步骤三：收集加热系统的常数参数的参数值集合；步骤四：设计气固两相流加热系统的设计变量集合；收集传热系数预测模型对应的传热系数拟合函数，并收集滑移速度预测模型对应的滑移速度拟合函数；步骤五：基于设计变量集合、常数参数的参数值、传热系数拟合函数和滑移速度拟合函数，设计系统设计优化问题；步骤六：对系统设计优化问题进行求解，获得设计变量的解集合，基于解集合，对气固两相流加热系统进行参数设计；所述收集加热系统的常数参数的参数值集合的方式为：预先收集待设计的气固两相流加热系统中，各项已知的常数参数的固定值组成常数参数的参数值集合，所述常数参数包括磨损经验常数K_s、固相密度、固相黏性系数、气相黏性系数、管道内摩擦系数f、管道长度L、管道直径D、体积分数α、气相密度、压降经验指数n以及加热器已知功率；所述设计气固两相流加热系统的设计变量集合的方式为：设置固相温度变量T_s、气相温度变量T_g、固相速度矢量变量u_s、气相速度矢量变量u_g、换热面积变量A以及气固流量比变量B组成设计变量集合；所述收集传热系数预测模型对应的传热系数拟合函数，收集滑移速度预测模型对应的滑移速度拟合函数的方式为：获取训练完成的传热系数预测模型的传热系数特征值集合与传热系数的预测值之间的多项式函数关系表达式作为传热系数拟合函数；获取训练完成的滑移速度预测模型对应的滑移速度特征值集合和滑移速度的预测值之间的多项式函数关系表达式作为滑移速度拟合函数；将传热系数拟合函数标记为γA,T_s,T_g,u_s,u_g，将滑移速度拟合函数标记为v_slipB,u_s,u_g；所述设计系统设计优化问题的方式为：设计优化目标函数GT_s,T_g,u_s,u_g,A,B；所述优化目标函数为：GT_s,T_g,u_s,u_g,A,B=k1ηT_s,T_g,u_s,u_g,A+k2Wu_s,u_g,B+k3ΔPu_g；其中，k1、k2和k3分别为预设的比例系数；其中，ηT_s,T_g,u_s,u_g,A=，ηT_s,T_g,u_s,u_g,A表示的是传热效率；其中，Wu_s,u_g,B=K；其中，Re_s为固相雷诺数，Re_s的计算公式为；Wu_s,u_g,B表示的是磨损率；其中，ΔPu_g=；ΔPu_g表示的是管道内的压降；设计限制条件集合S，所述限制条件集合S所包含的限制条件为：限制1：·αρ_gu_g+1-αρ_su_s=0；其中，表示发散算子；限制2：·αρ_g=-αΔPu_g+·αμ_g+αu_s-u_g；限制3：·1-αρ_s=-1-αΔPu_g+·1-αμ_s-αu_s-u_g；限制4：·αρ_g=·αu_gT_g+γA,T_s,T_g,u_s,u_gT_s-T_g；限制5：·1-αρ_s=·1-αu_sT_s-γA,T_s,T_g，u_s,u_gT_s-T_g；所述系统设计优化问题为以最大化优化目标函数为优化目标，以设计变量集合中的各项设计变量作为变量集、以限制条件集合S为约束条件的凸优化问题。

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