بهینه سازی مبادله کن گرمایی لوله پره دار با استفاده از روش جدید شاهین هریس و بررسی تاثیر استفاده از نانوذره بر تحلیل ترمودینامیکی آن

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز- پردیس صنعتی شهدای هویزه، دشت آزادگان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز- پردیس صنعتی شهدای هویزه، دشت آزادگان، ایران

3 دانشجوی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز- پردیس صنعتی شهدای هویزه، دشت آزادگان، ایران

doi
10.22034/jmeut.2024.63517.3461
چکیده

مبادله­کن­های گرمایی لوله پره­دار در بسیاری از کارخانجات صنعتی مورد استفاده قرار می­گیرند. صرفه­جویی در مصرف انرژی و کاهش برگشت­ناپذیری­ها در استفاده از این تجهیزات اهمیت بسیاری دارد. در این تحقیق دو نانوذره گرافن و نقره در سیال درون لوله مورد استفاده قرار می­گیرند و تاثیر آن­ها بر پارامترهای ترمودینامیکی مبادله­کن گرمایی مطالعه می­شود. همچنین بهینه­سازی چندهدفه مبادله­کن گرمایی لوله پره­دار با توابع هدف ضریب کلی انتقال گرما و افت فشار سیال سرد با استفاده از روش جدید الگوریتم شاهین هریس انجام می­گیرد. نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش کسر حجمی هر دو نانوذره، شاخص کارآیی مبادله­کن گرمایی کاهش می­یابد. همچنین مشاهده شد که در یک کسر حجمی معین از نانوذره، استفاده از نانوذره نقره نسبت به نانوذره گرافن تلفات انترنزی کمتری خواهد داشت. نتایج بهینه­سازی نشان داد که در کسر حجمی نانوذره گرافن 0223/0، ضریب کلی انتقال گرما در مقایسه با مقدار اولیه آن قبل از   بهینه­سازی حدود 5/2 برابر افزایش و افت فشار سیال سرد نیز به میزان %58 کاهش می­یابد.