نام پژوهشگر: سمیرا کریمی پور

طراحی مبدل حرارتی چند جریانه صفحه و پره
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1390
  سمیرا کریمی پور   محمد رضا امیدخواه

در الگوریتم های موجود برای طراحی مبدلهای حرارتی چند جریانه صفحه و پره، معمولا از خواص فیزیکی ثابت جریانها در دمای متوسط ورودی و خروجی استفاده شده است. ثابت گرفتن خواص می تواند سبب کاهش دقت طراحی و ایجاد خطاهای قابل توجه در تعیین ابعاد چنین مبدلهایی شود. در این تحقیق روش جدیدی بر اساس ملاحظه تغییرات خواص فیزیکی ارایه شده است. در این الگوریتم، وابستگی خواص فیزیکی از جمله ظرفیت گرمایی، ویسکوزیته، دانسیته و هدایت حرارتی نسبت به دما در نظر گرفته شده است. این روش طراحی جدید بر اساس تکنولوژی پینچ با در نظر گرفتن تغییر ظرفیت گرمایی جریانها در تمام نمودارهای مربوطه از جمله نمودار دما-آنتالپی است. منحنی مرکب به بازه های دمایی کوچک تقسیم شده و طراحی برای هر یک از این بازه ها انجام می شود. بعد از تعیین ابعاد مبدل حرارتی، برای یکسان سازی ارتفاع مبدل، اصلاحاتی روی افت فشار صورت می گیرد. به دلیل اهمیت افت فشار در طراحی مبدل های حرارتی چند جریانه پره و صفحه در مرحله بعد تحقیق به منظور یافتن افت فشار بهینه، ترکیبی از تکنولوژی پینچ و الگوریتم ژنتیک با تابع هدف حداقل سازی هزینه کلی سالیانه (tac) مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین در این روش بهینه سازی، بهترین نوع پره برای هر جریان به دست می آید. در ادامه، یک الگوریتم جدید بهینه سازی افت فشار جریانها با ملاحظه تغییرات خواص فیزیکی نسبت به دما ارایه شده است. بررسی دقت و کیفیت الگوریتمهای پیشنهادی در مثالهای مطالعاتی با جریانهای مایع و گازی انجام گرفته است. نتایج حاصل از روشهای جدید نسبت به روش ارایه شده توسط پیکون دقیقتر هستند.