對于分液不銹鋼冷凝器，確定合理的管內(nèi)外流程結(jié)構(gòu)和幾何尺寸是實現(xiàn)其強化效果的關(guān)鍵，相比傳統(tǒng)費時費料的實驗篩選和逐步迭代法，利用編程程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)值模擬是不銹鋼冷凝器優(yōu)化設(shè)和評價方面廣范應(yīng)用于研究的萬法。不銹鋼冷凝器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化一般是指在冷熱物流進出口參數(shù)確定的條件下，獲得特定目標較優(yōu)下的換熱器內(nèi)部流程結(jié)構(gòu)和幾何尺寸，其結(jié)構(gòu)決策變量和評價指標較多，一般包括單目標優(yōu)化如較小熵產(chǎn)、較小經(jīng)濟成本、較小總成本等以及考慮多種指標權(quán)衡的多目標優(yōu)化如較小泵功和較小換熱面積、較大換熱量和較小壓降、較小換熱面積和較小壓降等，較終大多歸結(jié)為換熱系數(shù)和壓降之間的權(quán)衡。

陳穎等針對分液不銹鋼冷凝器內(nèi)部流程結(jié)構(gòu)特點，提出了分液不銹鋼冷凝器熱力學(xué)參數(shù)的理論計算方法并對分液不銹鋼冷凝器的流程分配進行優(yōu)化，并進行了實驗驗證：通過理論計算和實驗研究發(fā)現(xiàn)，影響分液不銹鋼冷凝器傳熱流動性能的核心因素除了管程數(shù)、每程管數(shù)、管間距等流程結(jié)構(gòu)外，還包括換熱管管長、管徑等幾何參數(shù)。然而僅考慮確定內(nèi)部流程結(jié)構(gòu)下的幾何參數(shù)優(yōu)化或者僅考慮確定幾何參數(shù)下的內(nèi)部流程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化都將大大縮小優(yōu)化空間，同步考慮內(nèi)部流程結(jié)構(gòu)和幾何尺寸則會帶來兩個困難，一是由于內(nèi)部流程和幾何參數(shù)司變導(dǎo)致不銹鋼冷凝器換熱系數(shù)和壓降沿程不一致，經(jīng)典換熱系數(shù)和壓降關(guān)聯(lián)式不能直接應(yīng)用，需在經(jīng)典關(guān)聯(lián)式基礎(chǔ)上建立準確的關(guān)聯(lián)式并進行實驗驗證，提出不銹鋼冷凝器全程當(dāng)量換熱系數(shù)和總壓降的計算方法；二是優(yōu)化模型中考慮換熱器內(nèi)部流程和幾何參數(shù)可變將使得表征流型區(qū)間界定、內(nèi)部流程結(jié)構(gòu)等的離散變量和表征幾何參數(shù)、流速、壓降、換熱系數(shù)等的連續(xù)變量以及相應(yīng)邏輯約束大幅增加，造成設(shè)計方案的組合爆炸。傳統(tǒng)無約束算法或局部迭代算法無法求解該問題，需要開發(fā)合適的求解策略。