应用遗传算法求解含化学反应体系的相平衡

基于Gibbs自由能最小原理 ,提出一种求解含化学反应体系相平衡的方法。采用反应进度和相分率消去等式约束 ,将含化学反应体系的相平衡计算转化为无约束的最优化问题 ,并应用遗传算法求解。采用本文提出的方法 ,能够避免计算中负数的组分摩尔数或摩尔分数的出现 ,确保得到组分的摩尔数或摩尔分数为非负的全局最优解。以聚甲醛反应体系的汽液平衡计算为例 ,表明本文所提出的方法是可行和有效的     

混合整数非线性规划法求解多组分复杂体系相平衡问题

基于Gibbs自由能最小化原理,提出一种求解多组分复杂体系相平衡问题的混合整数非线性规划(MlNLP)方法.通过建立MlNLP模型,将相平衡计算问题转化为有约束的双层最优化问题,内层用来计算给定相组合结构下的平衡组成,外层则是搜索最优的相组合结构,整个求解过程通过遗传算法来实现.所建立的方法只需要求解最小化问题,就可以同时给出多相平衡时存在的相数、相态及各相组成.以苯-乙氰-水和甲醇合成两个体系的相平衡计算为例,结果表明该方法是可行和有效的.     

应用遗传算法求解多相化学反应体系的相稳定性及平衡组成

基于吉布斯自由能最小法原理,研究用遗传算法求解复杂化学体系的平衡问题。将相数和相态未知体系的平衡计算问题分解为两步最优化问题:假定相态数目下的吉布斯自由能最小化问题和相稳定性判据问题。通过序贯加入新相和用遗传算法交替求解两个最优化子问题,可得到最终体系的相数、相态和平衡组成。对合成甲醇和酯化反应两个多相复杂体系进行了的计算,结果验证了本研究方法的有效性。     

含盐酸和盐的气液固三相平衡计算

利用亨利定律和溶解平衡方程,建立了气液固同时存在时体系总Gibbs自由能的数学模型,活度系数模型选用Pitzer模型,基于相平衡体系Gibbs自由能最小化原理,运用遗传算法求解,计算NaCl-KCl-HCl-H2O体系固液平衡和气液平衡,并和实验数据进行对比,进一步计算了该体系固液气三相平衡,实现了一步计算固相、液相和气相的组成。     

多相平衡的状态方程一步算法研究

介绍一种多相平衡的状态方程一步算法 ,即一种通过修正摩尔分数和的解方程法———τ因子法。该法只需要求解一次最小化问题 ,就可以同时给出多相平衡时存在的相数、各相的量及组成。文中对正十六烷 水 氢气和甲苯 水 氢气等两个体系进行了闪蒸计算。     

若干新兴数值算法在化学动力学中的应用

针对近些年发展起来的若干新兴数值计算方法在化学反应动力学中的应用进行综述。详细介绍了遗传算法,格子玻尔兹曼方法,蒙特卡罗方法和蚁群算法等,在简化化学反应动力学模型,估算化学反应动力学相关参数,求解化学反应动力学控制方程组等方面的应用和研究情况。最后,对新兴数值计算方法在化学反应动力学中的应用前景进行了分析与展望。     

丁烯异构反应精馏过程动态模拟

建立了以严格的相平衡计算为基础的2-丁烯反应精馏制1-丁烯反应精馏塔的动态机理模型。用RKS方法和Scatchard—Hildebrand方程计算体系的逸度和活度，用可变阶数的NDFs方法求解全塔的组分物料衡算方程。结果表明，所建立的模型能很好的反映反应精馏开车过程的动态特性。     

多相多组分化学反应平衡和相平衡计算的遗传算法

引　言多相多组分化学反应平衡和相平衡的计算是热力学研究的基础问题 ,同时也是化工流程模拟的重要环节 ,建立快速、稳定的求解方法具有特别重要的理论和现实意义 早期的以及目前应用较多的平衡常数法 (K值法 )的缺点是要预先知道体系的组分数、相态和具体反应 ,不适用于相态和反应未知的复杂体系 .Gibbs自由能最小法虽然具有通用性 ,然而需要求解多变量和复杂约束的非线性规划问题 对于非理想体系 ,涉及逸度、逸度系数的计算 ,这还是一个含有大量局部最优解的非凸问题[1,2 ] ,所以传统的数学规划算法不能保证得到全局最优解 文献 [3]…     

非理想多相共存体系的平衡计算

对于给定温度和压力的系统，平衡状态时其吉布斯自由能最小。根据热力学基本关系式，在多组分体系中元素和电荷守恒的限制条件下，最小化吉布斯函数，通过SQP方法来求解此有约束的优化问题，通过迭代法求解反应后的温度。该方法可用于复杂的非理想、多相流体、电解液或非电解液混合物的相平衡计算，平衡计算结果包括温度、密度、组分浓度等。对于某新型热动力系统中使用的一种含铝火药，应用本文方法，获得了化学平衡计算结果。     

基于遗传算法和有限元方法的

以遗传算法作为工艺条件的优化方法，以化学反应过程的有限元模拟方法作为目标函数的求解方法，可以建立化学工艺的优化系统。以硅橡胶材料的硫化反应为例，建立了面向设定值的反应效率优化模型，确定了相关的决策变量，叙述了优化问题的求解步骤。最后通过典型算例展示了工艺条件的优化过程。     

应用广义简约梯度算法增强遗传算法求解化工冶金相平衡

研究可靠的相平衡计算对化工冶金过程有很重要意义,本文采用广义简约梯度法（GRG）来增强遗传算法（GA）用于相平衡计算过程,在遗传算法演化快结束时引入GRG算子,演化结束后使用GRG精修结果,克服了GA局部搜索能力不强的缺点,加快了搜索速度.KCl-FeCl₂体系相平衡计算结果显示这种混合算法（Hybrid Algorithms）能够提高GA效率的同时保留了全局收敛的优点,因此其在化工冶金相平衡计算中将有广泛的应用前景.     

基于热传导反问题的各向异性材料热物性预测方法

采用不同方法对基于热传导反问题的固体热导率预测进行了研究。分别采用采用不同方法对基于热传导反问题的固体热导率预测进行了研究。分别采用Bayesian统计方法、Levenberg-Marquardt和遗传算法对二维各向异性材料的热物性进行了预测;并进行了分析比较。研究结果表明;Bayesian方法中热传导反问题的解是其后验概率密度的数学期望;而后验概率密度函数（PPDF）通过测定的温度进行计算获得;用Markov chain Monte Carlo算法计算后验状态空间以得到未知热导率的统计估计;采用Metropolis-Hasting算法进行数据采样构造Markov chain;并截取收敛后的样本进行分析。遗传算法是一种相对较新的用于最优化估计的方法;也可以用于求解反问题。     

正丁醇乙氧基化反应动力学研究

研究了固体碱催化下、半间歇操作正丁醇乙氧基化的动力学问题.在2 L反应釜中测定了动力学及环氧乙烷在反应混合物中的溶解度数据.依据SN2反应机理和各步加成反应速率相等的假设,建立了动力学模型.在模型参数求解时,将环氧乙烷的液相主体浓度视为其在反应混合物中的溶解度,用Aspen plus软件考查了体系的相平衡关系,建立了基于Wilson方程的环氧乙烷溶解度的计算方法和关联模型.利用数值方法求解动力学模型得到动力学参数,利用实验数据验证了其可靠性.     

超临界CO2二元系统相平衡的数值模拟

应用微扰理论,借助微扰状态方程,对超临界CO2 系统相平衡进行了模拟。编制了求解程序,介绍了状态方程中各参数的确定方法和程序模块的设计思想。针对超临界CO2 /非极性体系、超临界CO2 /极性体系,在不同温度、压力条件下的气液相平衡进行了计算,将计算结果与实验结果进行了比较,结果表明:微扰状态方程适合模拟超高压下的CO2 二元体系的相平衡。     

列队竞争算法在水污染控制系统规划中的应用

水污染控制系统规划可归结为非线性规划来求解,应用列队竞争算法对水污染控制系统规划问题的求解进行了研究,对文献中的实例求解结果表明,列队竞争算法的计算结果优于遗传算法的计算结果,列队竞争算法为求解水污染控制系统规划问题提供了一种有效方法.     

遗传算法在复杂反应动力学模型参数估算中的应用

用改进的遗传算法求解复杂反应动力学模型参数。算法中通过采用亲子竞争和遗忘变异策略,有效地提高了遗传算法的搜索性能,并避免了序贯优化方法有可能陷于局部极值的问题。该算法在苯热裂解脱氢反应体系的应用中取得了令人满意的计算结果。此外,对控制参数（变异遗传率）及遗传策略（选择策略,交叉策略）对算法性能的影响进行了探讨。     

含化学反应的相平衡求解方法现状

综述了含化学反应的相平衡求解方法，并对其现状作了分析。从应用角度看，Ｇｉｂｂｓ自由能最小法是使用最悠久的方法，比较成熟，但收敛慢，对初值要求高，虽然作了一些改进，对复杂体系的计算仍难有通用性，Ｋ－值法收敛快，对于受约束的反应系统和非等温等复杂问题的处理更为直观简便，计算机程序编制也更容易，特别是ＫＺ法使用了内外两层循环，从而有可能将其通用化，为含化学反应过程的模拟计算奠定了基础     

微波化学反应器与实验结果的重复性

对基于家用微波炉改装的微波化学反应器建立模型，用有限元方法联合求解麦克斯韦方程和热传导方程并考虑了介电常数随温度和时间的变化，得到烧杯中溶液的温度分布。计算发现烧杯在反应器腔体中摆放的位置对加热效果有着显著影响。而化学反应是一个非平衡体系，这种位置差异带来的影响会更加明显。通过实验进一步验证了以上结论，并且发现：由于反应器磁控管的不稳定性，即使烧杯位于相同位置，多次实验的结果也不相同。因此，基于家用微波炉改装的微波化学反应器很难保证微波化学实验的重复性。     

PC-SAFT在烯烃共聚物体系物性计算中的应用进展

综述了PC-SAFT状态方程在计算共聚物性质以及共聚物-溶剂相平衡方面的研究进展,介绍了用PC-SAFT状态方程计算的几种共聚物体系的相平衡以及计算值与实验值的比较情况。结果表明PC-SAFT状态方程可以很好地描述二元共聚物-溶剂体系的相平衡。此外,对于由极性和非极性重复单元构成的共聚物,需要用相互作用参数来校正不同类型重复单元之间的相互作用力。     

三元体系液-液逆流萃取理论级数的计算机求解

液—液萃取的计算过程由于涉及到的体系常为三元体系,其平衡关系通常采用三角形相图来表示,因此其理论级数的求解常采用手工结合相图进行,为了解决手工结合相图计算过程繁杂且误差大的缺点,用最小二乘法对相平衡数据进行拟合,并用 Visual Basic 6.0语言对多级逆流萃取(包括完全不互溶和部分互溶两个体系)理论级数求解过程进行编程计算,实现三元体系液—液逆流草取理论级数的计算机自动精确求解。