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绪论1

第一章 设计与最优化3

1-1设计的自由度3

1-2目标函数与技术经济性6

1-3设计变量矢量和自由度分析9

1-4可行设计与约束14

第二章 设计的过程17

2-1设备设计和系统设计17

2-2设计的阶段18

2-3设计的步骤20

2-3-1工程目标和技术经济条件的确定21

2-3-2完善系统过程流程图24

2-3-3设备设计和选择——分类简捷设计方法31

2-3-4固定投资估算37

2-3-5生长成本估算方法41

2-3-6折旧47

2-3-7现金流分析49

参考文献57

第三章 热工设备的设计方法和优化模型58

3-1设备基本方程的建立58

3-2插值和拟合63

3-3插值多项式的最佳逼近71

3-4方程的统计回归83

3-5解析解和半解析解90

3-6设计变量的确定93

3-7设备最优化设计模型94

参考文献98

第四章 系统设计方法和系统优化设计99

4-1系统模拟计算99

4-2系统变量的确定100

4-3信息流图104

4-4分支图解法107

4-5独立变量组和计算顺序108

4-6系统的联立方程算法113

4-7系统量优化设计方法116

4-8能量系统的合成与最优化122

4-8-1过程能量组合方法123

4-8-2功能联合循环与适当配置及公用能源的选择138

4-8-3窄点设计方法中的最优化147

参考文献157

第五章 有约束规划问题158

5-1函数的凸性、凸集和凸规划问题158

5-2 K-T条件162

5-3罚函数概念169

5-4线性规划174

5-5拉格朗日乘子法181

第六章 最优化设计算法184

6-1一维搜索（单变最函数极值问题解法）185

6-2多变量函数无约束极值问题解法（直接法）193

6-2-1随机搜索194

6-2-2单变方向法（瞎子爬山法）196

6-2-3摸量方向法（陡度法）201

6-2-4共轭模量方向法（鲍威尔法）203

6-3无条件极值问题解法（解析法）208

6-3-1梯度法（最速下降法）208

6-3-2共轭梯度法211

6-3-3牛顿法214

6-3-4变尺度法216

6-3-5方法的选择218

6-4有约束极值问题219

6-4-1罚函数法219

6-4-2可行方向法222

6-4-3梯度投影法227

6-5动态规划236

6-5-1动态规划理论与意义236

6-5-2动态规划应用实例240

6-6多目标决策问题242

6-6-1有限个方案的多目标决策问题的解法243

6-6-2无限个方案的多目标决策问题的解法247

参考文献251

第七章 算例253

7-1建模示例253

7-2锅炉设备优化设计实例258

7-3换热器网络优化设计268

第一章 习题275

习题275

第二章 习题276

第三章 习题277

第四章 习题279

第五章 习题280

第六章 习题281

附录1 各类设备报价方程283

附录2 各类设备简捷设计用表297

表1 固体传送设备简捷设计准则和数据297

表2 破碎装置简捷设计准则和数据299

表3 原动力机和能量回收装置简捷设计准则和参数301

表4 加热炉、窑等热工设备的简捷设计准则和参数303

表5 风机和压气机预设计准则和参数305

表6 气固接触设备预设计准则和参数308

表7 换热器预设计准则和数据312

表8 各种用途热交换器在工艺流程图上的预设计数据316

表9 水冷和空冷选用决策表317

表10 各种运行方式下的传热系数k318

表11 空冷换热器的传热系统k（翅片-风扇）319

表12 空冷器用作蒸汽冷却器的传热系数k320

表13 浸在液体中的盘管换热器的传热系数k320

表14 搅拌、混合装置的预设计准则和参数322

表15 工艺过程容器的预设计准则和参数326

表16 泵的设计准则和参数329

表17 贮槽的预设计准则和参数332