بهینه‌سازی چندهدفی انتقال گرما و میدان سیال با پرنتل های مختلف در مبادله‌کن‌های جریان عرضی

نویسندگان

1 دانشگاه اراک

2 دکتری مهندسی مکانیک / دانشگاه صنعتی امیزکبیر

doi
10.22034/jmeut.2021.10635
چکیده

در این مقاله بهینه­سازی چندهدفی انتقال گرما و میدان سیال در مبادله‌کن‌های جریان عرضی با آرایش مثلثی و مربعی، با بهره­گیری از تکنیک­های دینامیک سیالات محاسباتی و الگوریتم ژنتیک چندهدفی انجام می­گیرد. در ابتدا، جریان سیال به صورت عددی در 150 مبادله‌کن‌ با شکل هندسی مختلف با استفاده از تکنیک­های عددی حل شده و تمامی پارامترهای عملکردی مهم شامل: میزان شار حرارتی، حداکثر دمای دیواره­ها، افزایش دمای سیال و افت فشار سیال در مبادله‌کن‌های مذکور محاسبه می­شود. سپس، داده­های عددی محاسبه شده برای بهینه­سازی چندهدفی جریان سیال در مبادله‌کن‌های جریان عرضی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفی مورد استفاده قرار می­گیرند. در فرآیند بهینه­سازی چندهدفی، دو پارامتر هندسی به عنوان متغیر طراحی وجود دارند و توابع هدف متضاد نیز، حداکثر نمودن مقدار انتقال گرما و حداقل نمودن افت فشار در مبادله‌کن‌ها می­باشند. در قسمت نتایج، نمودار پارتو که شامل اطلاعات مهم و مفید در طراحی حرارتی و سیالاتی مبادله‌کن‌های مذکور می­باشد، برای هر دو چیدمان مثلثی و مربعی ارائه شده است و به تفصیل به بحث و بررسی در مورد ابعاد مختلف آن پرداخته شده است.