مدلسازی ترموهیدرولیکی و بهینه سازی مبدل های حرارتی در موتور استرلینگ

موتور استرلینگ،موتور گرما-کاری است که به عنوان یک موتور احتراق خارجی،با راندمان نزدیک به راندمان کارنو،گزینه مناسبی جهت استفاده در سیستم های تولید توان می باشد. مبدل های حرارتی برای به حداکثر رساندن انتقال حرارت بین دو سیال استفاده می شود که می توان با افزایش سطح انتقال حرارت و یا جلوگیری از افت قابل توجه دما،عملکرد ترموهیدرولیکی مبدل را افزایش داد. در این پایان نامه ابتدا تحلیل های ترمودینامیکی مختلفی روی موتور اسیترلینگ نوع gpu-3 انجام گرفته است. روابط ضریب انتقال حرارت و ضریب اصطکاک تجربی استفاده شده در مبدل های حرارتی لوله زانویی و جریان نوسانی در موتور استرلینگ کوپل شده است. سپس تاثیرات مبدل های استفاده شده در موتور استرلینگ بررسی شده است. با استفاده از روش ژنتیک الگوریتم،بهینه سازی به منظور افزایش توان و راندمان انجام شده و نتایج نشان می دهند که با افزایش طول،قطر و تعداد لوله ها در مبدل،توان و راندمان افزایش می یابد. می توان گفت که استفاده از مبدل لوله زانویی و جریان نوسانی در موتور استرلینگ،گزینه مناسبی برای تولید توان می باشد. البته برای انجام این امر باید مطالعات گسترده ای روی این مبدل ها صورت پذیرد. توان و راندمان با تغییر مبدل های حرارتی در موتور استرلینگ پایه، به ترتیب %38 و%22 افزایش یافته است. با استفاده از بهینه سازی توسط ژنتیک الگوریتم، توان و راندمان به ترتیب %40 و 32% نسبت به موتور پایه افزایش یافته است