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State-of-the-Art of Research on Optimization of Shell and Tube Heat Exchangers by Methods of Evolutionary Computation
Archives of Computational Methods in Engineering ( IF 9.7 ) Pub Date : 2020-08-17 , DOI: 10.1007/s11831-020-09476-4
Wagner Henrique Saldanha , Felipe Raul Ponce Arrieta , Gustavo Luís Soares

This paper presents a comprehensive state-of-the-art review of optimization by evolutionary computation methods of shell and tubes heat exchangers (STHE) of single segmental baffles. It is seen that the heat transfer coefficient to the shell side is calculated by the Kern method or by the Bell Delaware method, and that the pressure drop to the shell side is calculated by the Kern method or by the Bell Delaware method or by the Peters and Timmershaus method. It is verified the use of evolutionary computation algorithms in single-objective and multiobjective optimization of STHE, and that most related work used the total cost function of STHE. And among the contributions presented, there were implementations and applications of different evolutionary computation algorithms, or study of the STHE optimization problem by different objective functions, such as ecological, entransy dissipation, field synergy, and cost of the life cycle. Also, it was possible to verify some gaps in the work related to STHE optimization, among them, can be cited the need for greater application of decision-making methods that relate technical, economic and managerial aspects applied to the solution of the STHE. And it is suggested for future work the development of the STHE model subject to delimited uncertainties; and the formalization of a standard STHE optimization problem, so that it can serve as a reference for comparing the different optimization algorithms, and applying metrics to evaluate the advantages that are obtained when using a new algorithm for the same problem.



中文翻译:

进化计算方法优化管壳式换热器的最新研究

本文对单段挡板壳管式换热器(STHE)的进化计算方法进行了最优化的综述。可以看出,向壳侧的传热系数是通过克恩法或贝尔德拉法来计算的,而向壳侧的压降是通过克恩法或贝尔德拉法或彼得斯来计算的和Timmershaus方法。验证了进化计算算法在STHE的单目标和多目标优化中的使用,并且大多数相关工作使用STHE的总成本函数。在提出的贡献中,有不同的进化计算算法的实现和应用,或者有不同目标函数对STHE优化问题的研究,例如生态,运输途中的耗散,田间协同作用以及生命周期成本。同样,有可能验证与STHE优化相关的工作中的一些差距,其中可以列举出需要更多地应用决策方法的需求,这些决策方法涉及STHE解决方案的技术,经济和管理方面。并建议在未来的工作中发展STHE模型,该模型具有有限的不确定性。以及标准STHE优化问题的形式化,以便为比较不同的优化算法,应用度量标准以评估针对同一问题使用新算法时获得的优势提供参考。可以验证与STHE优化相关的工作中的一些差距,其中可以列举出需要更多地应用决策方法的需求,这些决策方法涉及STHE解决方案的技术,经济和管理方面。并建议在未来的工作中发展STHE模型,该模型具有有限的不确定性。以及标准STHE优化问题的形式化,以便为比较不同的优化算法,应用度量标准以评估针对同一问题使用新算法时获得的优势提供参考。可以验证与STHE优化相关的工作中的一些差距,其中可以列举出需要更大程度地应用与STHE解决方案相关的技术,经济和管理方面的决策方法的需求。并建议在未来的工作中发展STHE模型,该模型具有有限的不确定性。以及标准STHE优化问题的形式化,以便为比较不同的优化算法,应用度量标准以评估针对同一问题使用新算法时获得的优势提供参考。并建议在未来的工作中发展STHE模型,该模型具有有限的不确定性。以及标准STHE优化问题的形式化,以便为比较不同的优化算法,应用度量标准以评估针对同一问题使用新算法时获得的优势提供参考。并建议在未来的工作中发展STHE模型,该模型具有有限的不确定性。以及标准STHE优化问题的形式化,以便为比较不同的优化算法,应用度量标准以评估针对同一问题使用新算法时获得的优势提供参考。

更新日期:2020-08-17
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