بهینه سازی مبدل فشرده پره-صفحه ای با استفاده از روش ساختاری

در این پایان نامه به بررسی طرح بهینه یک مبدل پره-صفحه ای به شیوه ساختاری پرداخته می شود. مبدل پره-صفحه ای یک مبدل از نوع فشرده است که می تواند برای جریان های مخالف، موازی و متقاطع طراحی شود که در این مطالعه جریان از نوع متقاطع بررسی شده است. مبدل با جریان متقاطع به دلیل ماهیت توزیع دمای دو بعدی که در آن ایجاد می شود، یک گزینه مناسب برای بهینه سازی هندسی به روش ساختاری است. توزیع غیریکنواخت اختلاف دما در مبدل با جریان متقاطع می تواند با تعیین یک توزیع هندسی غیریکنواخت به هندسه ای بهینه برای رسیدن به بیشترین انتقال حرارت بیانجامد. در این مطالعه مبدل فشرده پره-صفحه ای جریان متقاطع با پره های ساده سرتاسری به روش ترکیب ریزمبدل ها تحلیل شده و انتقال حرارت و افت فشار کل مبدل از ترکیب ریزمبدل های تشکیل دهنده آن تعیین شده است. روش بکار رفته به گونه ای است که فاصله میان پره ها می تواند یک متغیر بهینه سازی باشد. تاثیر تغییرات فاصله میان پره ها در عملکرد مبدل بررسی شده است. در این مطالعه از پره های ثانوی برای بهبود توزیع هندسی مبدل استفاده و اثر تغییر طول این پره ها بر عملکرد مبدل بررسی شده است. با توجه به تاثیرات مثبت تغییر فواصل پره ها و اضافه کردن پره های ثانوی بر عملکرد مبدل، به وسیله روش بهینه یابی الگوریتم ژنتیک یک طرح بهینه برای طرح فاصله میان پره ها و طول پره های ثانوی در مبدل مورد نظر با محدودیت های حجم و جرم کل ثابت و توان ورودی معین تعیین شده است. همچنین تحلیل عددی مبدل بهینه و مبدل اولیه توسط نرم افزار فلوئنت صورت پذیرفته و نتایج آن ها با یکدیگر مقایسه و بررسی شده است.