• شماره ركورد
    24716
  • شماره راهنما
    MEC3 26
  • عنوان

    مدل‌سازي و مطالعه تجربي شبكه مبدل‌هاي حرارتي يك كارخانه قند و استفاده از روش‌هاي يادگيري ماشين و الگوريتم ژنتيك براي انتخاب شرايط بهينه ديناميكي

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك - تبديل انرژي
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1404/01/20
  • صفحه شمار
    115 ص.
  • استاد راهنما
    مهدي مشرف دهكردي , نوربخش فولادي
  • كليدواژه فارسي
    شبكه مدل هاي حرارتي , تبخير چند مرحله اي , دانه بندي , چگالنده هم فشار , يادگيري ماشين , الگوريتم ژنتيك
  • چكيده فارسي
    پژوهش پيش رو به مطالعه، مدل¬سازي و بهينه¬سازي شبكه مبدل¬هاي حرارتي يك كارخانه قند هدف، جهت انتخاب شرايط بهينه¬ي ديناميكي آن پرداخته شده است. منظور از شرايط بهينه¬ي ديناميكي اين است كه در هر لحظه، با تغيير يك يا چند پارامتر كليدي، بتوان پارامترهاي ديگر را در شرايط مناسب تنظيم كرده تا سيستم مجدداً به حالت بهينه¬ي خود برگردد. براي برخي قسمت¬هاي شبكه مبدل¬هاي حرارتي به همراه سيستم¬هاي ديگر موثر بر آن و متاثر از آن، از مدل¬هاي تحليلي جهت شبيه¬سازي استفاده شده است. همچنين، براي برخي ديگر از اين اجزا، از مدل¬هاي آماري و يادگيري ماشين استفاده شده است. براي اين كار، از آن اجزا در طول بهره¬برداري كارخانه هدف، نمونه برداري شده و از نمونه¬ها و به كمك ابزارهاي يادگيري ماشين مدل مناسب استخراج شده و به مدل¬هاي تحليلي اضافه شده است. تلفيق مدل¬هاي تحليلي با مدل¬¬هاي يادگيري ماشين براي مدل¬سازي يك سيستم نسبتاً گسترده با اجزاي متفاوت و متنوع مهمترين جنبه¬ي نوآوري اين كار مي¬باشد. جنبه مهم ديگر نوآوري اين پژوهش، توسعه يك مدل جامع‌تر، نسبت به مدل‌هاي ارائه شده توسط محققين قبلي، جهت شبيه‌سازي شبكه مبدل‌هاي حرارتي مي‌باشد. اين مدل جامع تمامي اجزاي موثر بر شبكه و متاثر از آن را همزمان در نظر مي‌گيرد. مدل¬هاي به دست آمده با مقادير تجربي در دسترس مقايسه شده و اعتبار آن¬¬ها احراز شده است. تا قبل از اين كار، استفاده از ابزار يادگيري ماشين در صنعت قند محدود به مانيتورينگ دانه¬بندي در بدنه¬هاي دانه¬بندي بوده و اين پژوهش استفاده از اين ابزار را به قسمت¬هاي ديگر صنعت قند نيز گسترش داده است. در نهايت موتور بهينه‌سازي الگوريتم ژنتيك روي سيستم معادلات و حل آن پياده شده تا براساس كمينه‌سازي انرژي و آب مصرفي كارخانه، نقطه‌ي بهينه‌ي سيستم را كاوش كند.
  • كليدواژه لاتين
    Heat exchanger network , Multi-effect evaporation , Crystallization , Machine learning , Genetic algorithm , Constant Pressure Condenser
  • عنوان لاتين
    Simulation an‎d experimental investigation of a sugar factory heat exchanger network an‎d surveying optimal dynamic working condition using machine learning an‎d genetic algorithm methods
  • گروه آموزشي
    مهندسي مكانيك
  • چكيده لاتين
    The current study focuses on modeling an‎d optimizing the heat exchanger network of a targeted sugar factory to achieve dynamic optimal conditions. Dynamic optimal conditions refer to the systemʹs ability to continually reset to the optimum point as various parameters change over time. Analytical models have been employed for simulation of certain elements within the heat exchanger network an‎d their influencing components. For other elements, statistical models that utilize measurement data an‎d are powered by machine learning tools are employed. To achieve this, the relevant elements are measured during the factoryʹs operation, an‎d the collected data are processed through machine learning tools to derive corresponding correlations, which are then integrated into the analytical models. The integration of analytical models with statistical models represents a key innovation of this research. Additionally, the use of machine learning-based image processing to obtain specific measurements, the introduction of engineering assumptions to develop models for the first time, an‎d the creation of a comprehensive model for the heat exchanger network are among the significant innovations of this study. The results generated by the models are compared to existing experimental data to validate their accuracy. Prior to this research, the application of machine learning within the sugar industry was primarily limited to monitoring the sugar crystallization. In light of this, the current work aims to broaden the application of machine learning to other sections of the sugar industry.
  • تعداد فصل ها
    4
  • استاد مشاور خارج از دانشگاه
    دكتر جنر كسنجي
  • فهرست مطالب pdf
    132568
  • نويسنده

    عزيزي بروجني، محمد