بهینه سازی هندسه المان های حرارتی ژانگسترم نیروگاهی با استفاده از توابع متعامد گسسته و روش الحاقی

هدف این مقاله، بهینه سازی پروفیل المان CU ژانگسترم نیروگاهی به منظور افزایش کارایی و کاهش افت فشار و کمینه قیمت می باشد. در روش پیشنهادی ابتدا مساله مستقیم به صورت سه بعدی مدل و سپس مدل مورد نظر شبیه سازی شده است. جهت بهینه سازی مساله با استفاده از توابع متعامد پارامترهای هندسه مساله تبدیل به بردار ضرایب مجهول و در نهایت با استفاده از روش الحاقی مقادیر بهینه ضرایب هندسی، زاویه قرارگیری صفحات و سرعت به دست آمده است. تابع هدف بر اساس بیشینه عدد ناسلت، کمینه ضریب افت فشار و کمینه قیمت تعریف شده و براساس آنها، پارامترهای طراحی تعیین شده اند. براین اساس با زاویه بین صفحات 20 و 70 درجه برای اعداد رینولدز مختلف ضرایب بهینه پروفیل تعیین و همچنین چگونگی تغییر ضرایب با نسبت اهمیت انتقال حرارت به افت فشار بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که برای حالتی که کمتر بودن افت فشار از اهمیت بیشتری برخوردار باشد، عددهای رینولدز پایین تر و زاویه های کوچکتر و در حالتی که انتقال حرارت از اهمیت بیشتری برخوردار باشد، اعداد رینولدز و زاویه های بزرگتر کارایی بهتری دارند. همچنین برای حالتی که انتقال حرارت اهمیت بیشتری نسبت به افت فشار داشته باشد، با افزایش عدد رینولدز و بیشتر شدن زاویه بین صفحات تابع هدف بزرگتر می شود. به ازای زوایای حدود 70 درجه و عدد رینولدز حدود 8000 ماکسیمم تابع هدف بدست می آید. در زوایای بیشتر از 70 و عدد رینولدز های بزرگتر از 8000 با اینکه ضریب انتقال حرارت نیز بزرگ تر می شود ولی جریان دستخوش افت فشار سنگینی می شود، که همین عامل باعث کمتر شدن تابع هدف می گردد.