مدل¬سازي و بهينه¬سازي چندهدفه شبكه مبادله‌كن¬هاي گرمايي چندلوله‌اي U شكل با در نظر گرفتن نانوذرات مختلف

كارشناسي ارشد

پژوهش حاضر به مدل‌سازي و بهينه¬سازي مبادله‌كن گرمايي چندلوله‌اي U شكل با در نظر گرفتن اثر نانوذرات مختلف در سمت لوله پرداخته است. پس از مدل‌سازي حرارتي به روش ε-NTU، بهينه‌سازي از ديدگاه افزايش كارايي و كاهش هزينه كلي ساليانه به عنوان دو تابع هدف همزمان با استفاده از هشت متغير طراحي ازجمله تعداد مبادله‌كن گرمايي و غلظت حجمي ذرات، توسط تكنيك الگوريتم ژنتيك چندهدفه صورت گرفته است. به منظور كلي بودن نتايج، بهينه‌سازي در سه نرخ جريان جرمي مختلف سمت سرد و نانوذرات متفاوت شامل Al2O3 ، CuOو ZrO2 انجام شده و نتايج با حالت سيال پايه (آب) مقايسه شده است. در جهت قابليت اطمينان از كد حاضر، نتايج مدل‌سازي با نتايج بدست آمده از مدل آزمايشگاهي اعتبارسنجي شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه منحني كارايي در برابر هزينه كلي ساليانه در حالت نانوذرات بهبود يافته است و ميزان بهبودي در حالت نانوذرات اكسيد مس و پس از آن به ترتيب اكسيد زيركونيوم و اكسيد آلومينيوم به خصوص در كارايي‌هاي بالاتر و نرخ‌هاي جريان جرمي پايين سمت سرد محسوس‌تر است. علاوه بر اين به دليل بهبود عملكرد حرارتي مبادله‌كن گرمايي در حالت نانوذرات، سطح تبادل حرارت و در نتيجه‌ي آن حجم مبادله‌كن گرمايي براي مقادير ثابت كارايي به صورت قابل توجه‌اي كاهش يافته است. همچنين نتايج پارامترهاي طراحي در برابر كارايي، حاكي از بي‌اثري نانوذرات بر طول لوله دارد و بدليل كاهش سطح انتقال حرارت، تعداد لوله در مقادير ثابت كارايي، نسبت به حالت سيال پايه كاهش يافته كه در جهت جبران افتفشار ناشي از اين كاهش تعداد لوله، نسبت گام لوله با كمي افزايش همراه است

53476

دانشگاه وليعصر رفسنجان

مكانيك

حسن حاج عبداللهي