طراحی و بهینه سازی مبدل های گرمایی چند جریانه با در نظر گرفتن نوع پره و تغییر ویژگی های فیزیکی سیال

تاکنون روش های گوناگونی برای طراحی مبدل های چندجریانه ارایه شده است، اما در بیشتر الگوریتم های موجود، ویژگی های فیزیکی کلیه جریان ها در طول مسیر انتقال گرمای ثابت فرض شده است. در این پژوهش، روشی پیشنهاد شده است که اثر تغییر ویژگی های فیزیکی سیال را در نظر می گیرد. این قابلیت به همراه در نظرگرفتن افت فشار جریان های موجود، الگوریتم قدرتمندی را برای تخمین سطح شبکه پیش از طراحی فراهم می سازد. در این روش وابستگی ویژگی های فیزیکی از جمله ظرفیت گرمایی ویژه، ویسکوزیته، دانسیته و هدایت گرمایی به تغییر دما مورد توجه قرار می گیرد. بنابراین کلیه ی پارامترهای موثر در رابطه ی افت فشار به طور دقیق تری محاسبه می شوند. این کار با معرفی ضریب های تصحیحی در هدف گذاری و طراحی شبکه مبدل گرمایی شامل جریان های مایع و گاز صورت گرفته است.
بر این اساس، نتیجه دقیق تر و قابل اعتمادتری برای مرحله های هدف گذاری و طراحی مبدل چند جریانه به دست می آید. همچنین، در میان روش های گوناگون برای طراحی مبدل های گرمایی چند جریانه، روشی که همراه با بهینه سازی افت فشار جریان ها، بهترین پره را برای هر جریان برگزیند پیشنهاد نشده است. این پژوهش روش جدیدی در طراحی این مبدل ها بر پایه ی استفاده از افت فشارهای بهینه ارایه می دهد که تلفیقی از مفهوم فناوری پینچ و الگوریتم ژنتیک است.
تابع هدف مسئله، هزینه کل سالیانه است که هزینه های سطح و هزینه تامین افت فشار جریان ها را شامل می شود. نتیجه ها نشان دهنده آن است که با درنظر گرفتن ویژگی های فیزیکی متغیر به جای ثابت فرض کردن آنها، حجم مبدل و هزینه کل سالیانه به ترتیب به میزان 3/27% و 5 /13% با دقت بیشتری محاسبه خواهد شد. همچنین با بهینه سازی افت فشار، میزان حجم مبدل و هزینه سالیانه کاهش خواهد یافت که این میزان در حالت انجام عمل بهینه سازی بر مسئله با لحاظ خواص فیزیکی متغیر به میزان 28/4% کاهش در حجم مبدل و 92/4% کاهش در هزینه کل سالیانه را نشان می دهد.