طراحی و بهینه سازی مبدل حرارتی به روش اگزرژی به منظور کاهش دمای گازهای خروجی از موتور اشتعال جرقه ای در دور بالا و کاهش زمان دور? warm up

با توجه به افزایش روزافزون محدودیت ها و قوانین موجود برای کاهش آلودگی و حفظ محیط زیست، اقدامات فراوانی از سوی سازندگان خودروها لحاظ می گردد. یکی از این اقدامات، قرار دادن کاتالیست در منیفولد خروجی موتورها به منظور مقدار nox می باشد، اما کاتالیست ها در دماهای بسیار بالا و یا بیش از حد پایین کارایی مناسبی ندارند لذا کنترل دمای گازهای خروجی از موتور و رساندن به یک محدود? مناسب موجب افزایش کارایی و طول عمر کاتالیست و نهایتا کاهش آلودگی می شود. در این راستا یکی از راه های موجود قراردادن مبدل حرارتی در منیفولد خروجی می باشد در نتیجه به طراحی مبدل حرارتی بهینه به منظور قرار دادن در منیفولد خروجی در دو مکان قبل و بعد از کاتالیست و متعاقباً کاهش دمای گاز خروجی در دور بالا و کاهش زمان warm up می-پردازیم. بدین منظور می توان از مبدل های حرارتی گوناگونی استفاده نمود، که مبدل حرارتی مورد بررسی ما مبدل پره ای با فین های مقطع مستطیلی درونی و لوله های شیاردار می باشد. بهینه سازی انجام شده معطوف به ابعاد و تعداد فین ها می باشد و روش اعمالی برای بهینه سازی بکارگیری قانون دوم ترمودینامیک و کاهش آنتروپی تولیدی طی فرآیند خنک کاری می باشد. نهایتا مبدل حرارتی بهینه ای برای مقدار انتقال حرارت مورد نظر بدست می آید که در دور بالا دمای گاز خروجی را کم نموده و موجب افزایش کارایی و طول عمر کاتالیست می گردد و در زمان راه اندازی سرد موتور، موجب کاهش زمان warm up و متعاقباً کاهش آلودگی تولیدی در دو حالت مذکور می گردد.