مدلسازی و بهینه سازی مشخصات هندسی در طراحی مبدل های حرارتی صفحه ای موجدار با استفاده از روش تاگوچی

کانال های موجدار منجر به افزایش عملکرد تجهیزات حرارتی و کاهش ابعاد آنها می شوند. مشخصات هندسی در طراحی مبدل های حرارتی صفحه ای موجدار عبارت است از: گام، ارتفاع، ضخامت، طول پره، طول موج و دامنه موج. در مطالعه حاضر، به منظور بهینه سازی عملکرد این نوع از مبدل های حرارتی، طراحی آزمایشی با استفاده از روش تاگوچی ارایه شد. این طراحی شامل 25 مدل هندسی متفاوت برای کانال های موجدار است. برای هریک از این مشخصات پنج مقدار متفاوت در نظر گرفته شد. در هر یک از این مدل ها، رفتار حرارتی و هیدرولیکی هوا به عنوان سیال خنک کننده توسط دینامیک سیالات محاسباتی در سه بعد شبیه سازی شد. با استفاده از روش آنالیز واریانس، مقدار بهینه هر یک از مشخصات هندسی و همچنین تاثیر آنها بر میزان انتقال حرارت و افت فشار هوا مشخص شد. نتایج نشان دادند که دامنه ی موج موثرترین مشخصه ی هندسی بر ضریب f و نیز بر معیار ارزیابی عملکرد j/f است. دامنه ی موج برای ضریب j در ناحیه آرام بیشترین تاثیر را داشت ولی در اعداد رینولدز بالاتر به تدریج از اهمیت آن کاسته شده و بر اهمیت گام پره افزوده می شود. دومین مشخصه ی موثر در تمام اعداد رینولدز برای ضرایب j، f و j/f طول موج است.