بهینه‌سازی پارامترهای هندسی مبادله‌کن‌های صفحه‌ای پره‌دار در شبکه مبادله‌کن‌های گرمایی با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران

3 استادیار، گروه محیط زیست، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران

4 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران

doi
10.22034/jmeut.2020.11535
چکیده

در این مقاله، با در نظر گرفتن هزینه نهایی به عنوان تابع هدف، به بهینه­سازی مبادله­کن­های موجود در یک شبکه مبادله­کن­های گرمایی از نوع صفحه­ای پره­دار پرداخته می­شود. به این منظور، مدلسازی هندسی، هیدرولیکی و گرمایی مبادله­کن­های صفحه­پره موجود در شبکه مبادله­کن گرمایی بر اساس انتخاب پره و مشخصات هندسی، مبنای بهینه­سازی می­باشد. در این مرحله با استفاده از الگوریتم محاسبه سطح ارائه شده و الگوریتم تکامل تفاضلی، پنجاه و هفت نوع پره استاندارد و گسسته با ده پارامتر­ هندسی مختلف (β، fs، δ، dh، τ، s،a ، b،x  و y)، به نحوی در دو سمت گرم و سرد مبادله­کن­های شبکه انتخاب می­شوند، تا هزینه نهایی کمینه شود. با جایگذاری پره­های بهینه توسط الگوریتم تکامل تفاضلی در مبادله­کن­های جریان مخالف شبکه، مقادیر مساحت کل شبکه، هزینه یوتیلیتی، هزینه سرمایه­گذاری، هزینه پمپاژ سیال و هزینه نهایی محاسبه شدند. نتایج نشان می­دهد که هزینه نهایی شبکه با آرایش بهینه پره­ها توسط الگوریتم تکامل تفاضلی در مقایسه با هزینه نهایی با آرایش تصادفی پره­ها، کمتر می­باشد.