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

تاکنون روش‌های گوناگونی برای طراحی مبدل‌های چندجریانه ارایه شده است، اما در بیشتر الگوریتم‌های موجود، ویژگی‌های فیزیکی کلیه جریان‌ها در طول مسیر انتقال گرمای ثابت فرض شده ‌است. در این پژوهش، روشی پیشنهاد شده ‌است که اثر تغییر ویژگی‌های فیزیکی سیال را در نظر می‌ گیرد. این قابلیت به همراه در نظرگرفتن افت فشار جریان‌های موجود، الگوریتم قدرتمندی را برای تخمین سطح شبکه پیش از طراحی فراهم می‌ سازد. در این روش وابستگی ویژگی‌های فیزیکی از جمله ظرفیت گرمایی ویژه، ویسکوزیته، دانسیته و هدایت گرمایی به تغییر دما مورد توجهقرار می‌ گیرد. بنابراین کلیه‌ی پارامترهای مؤثر در رابطه‌ی 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 جریان‌های مایع و گاز صورت گرفته ‌است. بر این اساس، نتیجه دقیق‌تر و قابل اعتمادتری برای مرحله‌ های هدف ‌گذاری و طراحی مبدل چند جریانه به دست می‌ آید. همچنین، در میان روش‌های گوناگون برای طراحی مبدل‌های گرمایی چند جریانه، روشی که همراه با بهینه ‌سازی افت فشار جریان‌ها، بهترین پره را برای هر جریان برگزیند پیشنهاد نشده ‌است. این پژوهش روش جدیدی در طراحی این مبدل‌ها 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 تأمین افت فشار جریان‌ها را شامل می‌ شود. نتیجه‌ ها نشان‌ دهنده آن است که با درنظر گرفتن ویژگی‌های 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.