Журнал прикладного машиностроения

Абстрактный

Моделирование и оптимизация пластинчато-ребристого и трубчатого теплообменника на основе второго закона с использованием MOPSO

Эхсан Хорасани Неджад, Мохсен Хаджабдоллахи и Хасан Хаджабдоллахи

В настоящем исследовании выполняется комплексное тепловое моделирование и оптимальная конструкция простого ребристо-трубчатого теплообменника (FTHE). Следовательно, применяется метод оценки перепада давления и эффективности теплообменника. Параметры конструкции этого научного исследования выбраны следующим образом: продольный шаг, поперечный шаг, шаг ребер, количество проходов труб, диаметр трубы, длина потока холодного потока, длина без потока и длина потока горячего потока. Кроме того, применяется многоцелевая оптимизация роя частиц (MOPSO) для получения минимального количества единиц генерации энтропии и общей годовой стоимости (суммы инвестиций и эксплуатационных расходов) в качестве двух целевых функций одновременно. Результаты оптимальной конструкции представляют собой набор множественных оптимальных решений, называемых «оптимальными решениями Парето». Это показывает, что любые геометрические изменения, которые уменьшают количество единиц генерации энтропии, приводят к увеличению общей годовой стоимости и наоборот. Более того, для прогнозирования оптимальной конструкции FTHE выводится уравнение для количества единиц генерации энтропии в зависимости от общей годовой стоимости для фронта Парето. Кроме того, подробно выполнен анализ чувствительности изменения оптимального количества единиц генерации энтропии и общей годовой стоимости при изменении конструктивных параметров ребристо-трубчатого теплообменника.