مدل سازی و بهینه سازی اقتصادی مبدلهای صفحه ای واشردار و مبدلهای پوسته و لوله با استفاده از الگوریتم ژنتیک و مقایسه هزینه ای مبدل های صفحه ای واشردار و پوسته و لوله

یکی از مهمترین مسائل در طراحی و انتخاب مبدل های حرارتی ، طراحی و گزینش اقتصادی و بهینه آنها است . مبدلهای حرارتی پوسته و لوله یکی از پرکاربردترین مبدلها در صنایع مختلف ( نیروگاهها ، صنایع نفت و گاز ، صنایع فرآیندی ، تهویه مطبوع...) می باشد. مبدلهای صفحه ای واشردار نیز اساسا برای سادگی تمیز کاری ، در صنایع غذایی معرفی شدند. محدوده کاربرد این مبدلها به طور قابل ملاحضه ای توسعه داده شده است. در حال حاضر ، تحت شرایط خاص و مناسب این مبدلها می توانند جایگزین مناسبی برای مبدلهای پوسته و لوله باشند. این اثر روشی کارآمد براساس الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی مبدلهای صفحه ای واشردار و مبدلهای پوسته و لوله و مقایسه هزینه ای آنها ارائه می دهد. در این اثر بهینه سازی به منظور بدست آوردن حداقل هزینه کل سیستم ( هزینه سرمایه گذاری اولیه و هزینه کارکرد ) انجام شده است. هزینه سرمایه گذاری اولیه ، سطح حرارتی در نظرگرفته شده و هزینه کارکرد شامل برق مصرفی پمپ برای غلبه برافت فشار داخل کانالها و لوله ها می باشد. ابتدا با استفاده از فرضیات و معادلات حاکم مدل سازی حرارتی با برنامه نویسی در نرم افزار مطلب انجام شد و صحت آن با مرجع سنجیده و برای مسائل مهندسی قابل قبول بود. سپس الگوریتم ژنتیک در محدوده متغیرها و ارضای قیود اجرا شد ، تابع هدف بهینه شده ، مقادیر بهینه متغیرها و کمینه هزینه کل سیستم بدست آمد. نتایج با مرجع مقایسه و بهبود قابل توجه حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که بهینه سازی ما منجر به کاهش هزینه کل برای مبدل صفحه ای واشردار 90% ، مبدل پوسته و لوله برای دو حالت 35% و 78% و برای چگالنده پوسته و لوله برای سه حالت 23% ، 48% و 65% می شود. آنالیز حساسیت نسبت به متغیر های طراحی در نقاط بهینه نیز صورت گرفته است. سپس برای یک حالت عملیاتی یکسان بهینه سازی برای دو نوع مبدل انجام شد. در حالت بهینه مقایسه هزینه ای بین آنها صورت گرفت. نتایج برتری مبدلهای صفحه ای واشردار بر مبدلهای پوسته و لوله را نشان می دهد. به طوری که استفاده از مبدل صفحه ای واشردار منجر به کاهش هزینه کل برابر با $ 14638 می شود.