مدل سازی حرارتی - هیدرولیکی و بهینه سازی مبدل های حرارتی چندجریانی صفحه ای- فین دار با فین های مستطیلی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

در این مقاله، به منظور مدل سازی و بهینه سازی مبدل های حرارتی صفحه ای- فین دار چندجریانی با فین های مستطیلی یک روش شرح و بسط داده می شود. روشی که به منظور مدل سازی حرارتی این نوع مبدل های حرارتی در این مقاله پیشنهاد می گردد، بر مبنای یکنواخت سازی حرارتی کلیه جریان های حرارتی موجود می باشد. بر این مبنا جریان های حرارتی موجود در یک مبدل حرارتی چند جریانی با در نظرگرفتن دو اصل توزیع مساوی جریان های حرارتی در هر کانال و اصل یکنواخت سازی عملکرد حرارتی در هر کانال در آن توزیع می گردد. در این روش با رسم منحنی ترکیبی مربوط به جریان های حرارتی موجود می توان بازه های آنتالپی در کل مبدل حرارتی را تعیین نمود. این بازه های آنتالپی هر یک به صورت مستقل طراحی شده و سپس با استفاده از تغییر افت فشار در هر بازه به کمک تغییر پارامترهای هندسی فین ها، ارتفاع تمام این بازه های طراحی شده یکسان می گردد. مدل سازی هندسی، حرارتی و هیدرولیکی این نوع مبدل حرارتی بر مبنای پارامترهای هندسی فین های مستطیلی انجام و کمینه سازی هزینه نهایی سالیانه شامل مجموع هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی در نظرگرفته شده است. متغیرهای اصلی این مساله پارامترهای هندسی فین ها مانند گام، ارتفاع و ضخامت فین می باشد. از الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزار بهینه سازی تابع هدف در این مقاله استفاده شده است. روش ارایه شده بر یک مطالعه موردی اعمال و نتایج مستخرج از روش حاضر با نتایج مراجع دیگر مقایسه شده است.