Optimisation des flux thermiques au sein de réseaux d'échangeurs de chaleur

Optimisation of heat transfer in heat exchanger network

• Auteur / Autrice : Gilles Athier
• Direction : Pascal Floquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Programmation non linéaire

Échangeurs de chaleur

Résumé

Nous presentons dans ce memoire une approche mathematique et numerique des problemes que posent la conception et le remodelage de reseaux d'echangeurs de chaleur selon un critere technico-economique. Pour ce faire, nous avons developpe un modele permettant de resoudre des problemes de grande taille sans avoir recours a des concepts thermodynamiques ou heuristiques qui, malgre leur capacite a obtenir des solutions de bonne qualite ont le desavantage de ne considerer qu'un espace de recherche reduit et donc de conduire a l'obtention de solutions sous optimales. L'approche retenue consiste a formuler un probleme d'optimisation de nature mixte non lineaire, resolu par une approche a deux niveaux. A un niveau superieur, un algorithme de recuit simule permet de definir diverses configurations de reseaux d'echangeurs de chaleur et de gerer les conditions de convergence du modele. Les variables de fonctionnement issues de ces structures sont optimisees a un niveau inferieur par un algorithme de programmation non lineaire. L'efficacite de la methode ainsi formulee est demontree par la resolution de nombreux exemples de conception et de remodelage. Ces problemes, composes de 4 a 75 courants proviennent de la litterature (4sp1 a 20sp1) ou de l'industrie.