مدلسازی عددی کوره های پخت شیشه سکوریت و بهینه سازی آن براساس الگوریتم ژنتیک
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، اراک، ایران
doi
10.22034/jmeut.2022.12366چکیده
در این مقاله یک کوره پخت شیشه سکوریت به صورت عددی برای بررسی عملکرد انرژی مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. به منظور تولید شیشه سکوریت با استحکام بالا، شیشه خام باید در داخل کوره تا دمای C°700 گرم شود. مدلسازی عددی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی شبیهسازی شده و با بررسی مدل تابشDO توزیع دما در کوره بدست آمده است. نتایج مدسازی عددی با دادههای تجربی اعتبارسنجی شدهاند. این بهینهسازی چندمنظوره با هدف کاهش مصرف انرژی کوره و کاهش هزینه اولیه ساخت کوره در کنار تولید شیشه سکوریت با کیفیت بالا انجام میشود. اثرات چندین متغیر طراحی براساس الگوریتم ژنتیک بررسی شده است. در بهینهسازی اثر متغیرهای طراحی مثل فاصله بین مشعلها و قطعات شیشه در داخل کوره، همچنین فاصله بین مشعل ها با یکدیگر، طول کوره، عرض کوره، ارتفاع کوره، و ... مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که کاهش طول کوره، ارتفاع کوره، فاصله مشعل ها تا قطعات شیشه و ابعاد دریچه ورودی منجر به کاهش در هزینه های ساخت و همچنین کاهش مصرف سوخت در کنار تولید شیشه سکوریت با استاندارد مناسب میشود. با وجود اینکه کاهش متغیر طراحی عرض کوره نیز منجر به بهبود توابع هدف در بهینهسازی میشود، ولی مقدار آن براساس نظر طراح متناسب با کاربرد کوره میتواند افزایش بیابد.