بهینه سازی چندهدفی انتقال گرما و میدان سیال با پرنتل های مختلف در مبادله کن های جریان عرضی

در این مقاله بهینه سازی چندهدفی انتقال گرما و میدان سیال در مبادله کن های جریان عرضی با آرایش مثلثی و مربعی، با بهره گیری از تکنیک های دینامیک سیالات محاسباتی و الگوریتم ژنتیک چندهدفی انجام می گیرد. در ابتدا، جریان سیال به صورت عددی در 150 مبادله کن با شکل هندسی مختلف با استفاده از تکنیک های عددی حل شده و تمامی پارامترهای عملکردی مهم شامل: میزان شار حرارتی، حداکثر دمای دیواره ها، افزایش دمای سیال و افت فشار سیال در مبادله کن های مذکور محاسبه می شود. سپس، داده های عددی محاسبه شده برای بهینه سازی چندهدفی جریان سیال در مبادله کن های جریان عرضی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفی مورد استفاده قرار می گیرند. در فرآیند بهینه سازی چندهدفی، دو پارامتر هندسی به عنوان متغیر طراحی وجود دارند و توابع هدف متضاد نیز، حداکثر نمودن مقدار انتقال گرما و حداقل نمودن افت فشار در مبادله کن ها می باشند. در قسمت نتایج، نمودار پارتو که شامل اطلاعات مهم و مفید در طراحی حرارتی و سیالاتی مبادله کن های مذکور می باشد، برای هر دو چیدمان مثلثی و مربعی ارایه شده است و به تفصیل به بحث و بررسی در مورد ابعاد مختلف آن پرداخته شده است.