بهینهسازی اقتصادی شبکه مبادلهکن گرمایی بر اساس طراحی دقیق تجهیزات با بهکارگیری الگوریتم وال
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.2022.11608چکیده
در این مطالعه روشی سریع و قابل اطمینان جهت طراحی دقیق مبادلهکنهای پوسته و لوله در شبکه مبادلهکنهای گرمایی ارائه شده است. در همین راستا، متغیرهای طراحی از قبیل مسیر جریان هر یک از دو سیال، تعیین تعداد پوستههای لازم، سرعت و افت فشار مجاز، تعداد لولهها، تعداد گذر در لوله و پوسته، طول لولهها، چیدمان لولهها، اندازه و درصد برش دیوارکها، قطر لولهها، قطر پوسته، نسبت گام لولهها و معادلات تجربی مناسب برای محاسبه ضریبهای انتقال گرما و افت فشار برای جریان سمت پوسته و لوله در نظر گرفته شده است. با توجه به حجم بالای محاسبات از الگوریتم وال (نهنگ) برای طراحی بهینه مبادلهکنهای گرمایی از نقطه نظر اقتصادی و در نظر گرفتن هزینه کلی که شامل هزینه سرمایهگذاری مبادلهکنها، پمپ ها و هزینه عملیاتی میباشد، به-عنوان تابع هدف، استفاده شده است. دو مورد مطالعاتی چهار و ده جریانی برای طراحی تفصیلی انتخاب شده، که در مورد مطالعاتی اول بهطور میانگین نسبت به مراجع 55/20 % و مورد مطالعاتی دوم بطور میانگین نسبت به مراجع 40/14% کاهش در هزینه نهایی کلی شبکه مبادلهکن گرمایی را نشان می-دهد.
