وثيقة
Multi objective optimization of refrigeration process for biomethane liquefaction.
عناوين أخرى
تسييل الميثان الحيوي متعدد الأهداف الأمثل لعملية التبريد
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2023
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
The optimization approach has been essential in improving many chemical processes and
providing significant improvements to many difficult processes. It often falls under two
categories which are single-objective optimization and multi-objective optimization. These
methods involve a process-derived objective function that can be maximized or minimized.
Multi-objective optimization was considered in this research to optimize the biomethane
liquefaction process. Finding a trade-off between two or more objective functions that
might have an impact on one another is the central goal of this methodology. These
conflicting objectives result in trade-offs that lead to the Pareto front solution, which is a
set of feasible solutions.
Recently, the biomethane liquefaction process became an interesting process to look at in
a time where the demand for energy from all its sources is rising significantly. Liquified
biomethane (LBM) is one type of biogas or bioenergy source that will be highly needed.
The issue is that the liquefaction of biomethane gas is considered an energy-intensive
process. In this project, multi-objective optimization is used to find a trade-off among the
selected objective functions. In LBM optimization, specific energy consumption (SEC),
total energy of the system, heat transfer coefficient (UA), exergy efficiency, and exergy
destruction are the selected objective functions with the associated design variables. The
optimization has been achieved through a simulation stage in Aspen HYSYS v12.1 and
using MATLAB as an interface platform. The selected algorithm is NSGA-II, and a few
cases have been obtained with Pareto optimal fronts based on the requirements. The
obtained results indicated a significant enhancement in the values of the optimized
objective functions in comparison with the base-case values.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
كان نهج التحسين ضروريًا في تحسين العديد من العمليات الكيميائية وتقديم تحسينات كبيرة للعديد من العمليات
الصعبة. غالبًا ما يندرج تحت فئتين هما التحسين أحادي الهدف والتحسين متعدد األهداف. تتضمن هذه الطرق وظيفة
موضوعية مشتقة من العملية يمكن تكبيرها أو تصغيرها. تم األخذ بعين االعتبار التحسين متعدد األهداف في هذا
البحث لتحسين عملية تسييل الميثان الحيوي. إن إيجاد مقايضة بين وظيفتين أو أكثر من الوظائف الموضوعية التي
قد يكون لها تأثير على بعضها البعض هو الهدف المركزي لهذه المنهجية. تؤدي هذه األهداف المتضاربة إلى
مفاضالت تؤدي إلى حل باريتو فرونت ، وهو مجموعة من الحلول الممكنة.
في اآلونة األخيرة، أصبحت عملية تسييل الميثان الحيوي عملية مثيرة لالهتمام للنظر إليها في وقت يتزايد فيه الطلب
على الطاقة من جميع مصادرها بشكل كبير. الميثان الحيوي السائل (LBM (هو أحد أنواع الغاز الحيوي أو مصادر
الطاقة الحيوية التي ستكون مطلوبة بشدة. القضية هي أن تسييل غاز الميثان الحيوي يعتبر عملية كثيفة الطاقة. وفي
هذا المشروع، يستخدم التحسين المتعدد األهداف إليجاد مقايضة بين الوظائف الموضوعية المختارة. في تحسين
LBM، يعد االستهالك النوعي للطاقة(SEC (، وإجمالي طاقة النظام، ومعامل نقل الحرارة(UA (، وكفاءة
المعالجة، وتدمير الطاقة، هي الوظائف الموضوعية المحددة مع متغيرات التصميم المقترنة. وقد تم تحقيق التحسين
من خالل مرحلة محاكاة في 12.1v HYSYS Aspen واستخدام MATLAB كمنصة للواجهة. والخوارزمية
المختارة هيII-NSGA ، وقد تم الحصول على بعض الحالات مع جبهات باريتو المثلى بناء على المتطلبات.
وأشارت النتائج التي تم الحصول عليها إلى تعزيز كبير في قيم الوظائف الموضوعية المحسنة مقارنة بقيم حالة
الأساس.
الصعبة. غالبًا ما يندرج تحت فئتين هما التحسين أحادي الهدف والتحسين متعدد األهداف. تتضمن هذه الطرق وظيفة
موضوعية مشتقة من العملية يمكن تكبيرها أو تصغيرها. تم األخذ بعين االعتبار التحسين متعدد األهداف في هذا
البحث لتحسين عملية تسييل الميثان الحيوي. إن إيجاد مقايضة بين وظيفتين أو أكثر من الوظائف الموضوعية التي
قد يكون لها تأثير على بعضها البعض هو الهدف المركزي لهذه المنهجية. تؤدي هذه األهداف المتضاربة إلى
مفاضالت تؤدي إلى حل باريتو فرونت ، وهو مجموعة من الحلول الممكنة.
في اآلونة األخيرة، أصبحت عملية تسييل الميثان الحيوي عملية مثيرة لالهتمام للنظر إليها في وقت يتزايد فيه الطلب
على الطاقة من جميع مصادرها بشكل كبير. الميثان الحيوي السائل (LBM (هو أحد أنواع الغاز الحيوي أو مصادر
الطاقة الحيوية التي ستكون مطلوبة بشدة. القضية هي أن تسييل غاز الميثان الحيوي يعتبر عملية كثيفة الطاقة. وفي
هذا المشروع، يستخدم التحسين المتعدد األهداف إليجاد مقايضة بين الوظائف الموضوعية المختارة. في تحسين
LBM، يعد االستهالك النوعي للطاقة(SEC (، وإجمالي طاقة النظام، ومعامل نقل الحرارة(UA (، وكفاءة
المعالجة، وتدمير الطاقة، هي الوظائف الموضوعية المحددة مع متغيرات التصميم المقترنة. وقد تم تحقيق التحسين
من خالل مرحلة محاكاة في 12.1v HYSYS Aspen واستخدام MATLAB كمنصة للواجهة. والخوارزمية
المختارة هيII-NSGA ، وقد تم الحصول على بعض الحالات مع جبهات باريتو المثلى بناء على المتطلبات.
وأشارت النتائج التي تم الحصول عليها إلى تعزيز كبير في قيم الوظائف الموضوعية المحسنة مقارنة بقيم حالة
الأساس.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية