ملاحظه افت فشار در طراحی و بهینه سازی مبدل های حرارتی پره - صفحه ای چند جریانه با استفاده از الگوریتم SA

از اولین باری که مبدل های حرارتی چند جریانه مورد استفاده قرار گرفتند، تا کنون زمان زیادی نمی گذرد. تبادل حرارتی همزمان چندین سیال تنها در یک واحد انتقال حرارت، و ایجاد صرفه جویی های قابل ملاحظه در فضا، انرژی، تامین ساختار نگهدارنده، و انعطاف پذیری این مبدل ها در کاربرد های گوناگون، طراحان را بر آن داشته تا در صدد توسعه روش های طراحی این ساختار های فشرده برآیند. اگرچه تاکنونروش های گوناگونی برای طراحی این گونه مبدل ها در مقاله ها و کتاب ها ارایه شده است، لیکن در هیچکدام از آنها موضوع مهم افت فشار جریانها به عنوان یک پارامتر قابل بهینه سازی در نظر گرفته نشده است. از طرفی، در یک سیستم حرارتی بهینه، برای برآورد کردن هزینه های واقعی، هزینه تامین افت فشار جریان ها نیز باید به عنوان یک پارامتر مهم طراحی در سرمایه گذاری کلی منظور شود. برای نیل به این هدف، پژوهش حاضر انجام شده است که در آن اثرات افت فشار جریان ها، روی میزان سطح مورد نیاز مبدل مورد بررسی قرار گرفته و یک الگوریتم طراحی برای محاسبه بهترین مقادیر افت فشار جریان ها، جهت رسیدن به حداقل هزینه کل سالیانه ارایه شده است. به این منظور هزینه های کلی سالیانه مبدل به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده و با استفاده از الگوریتم بهینه سازی شبه آنیلینگ(SA) و بهره گیری از اصول فناوری پینچ به حداقل مقدار خود رسیده است.در ادامه کاربرد روش جدید در یک مثال نمونه مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس برای ارزیابی میزان بهبود نتیجه های حاصل از بهینه سازی و نیز دقت و کیفیت این روش، مقایسه ای با یکی از تازه ترین روش های طراحی موجود، که بر پایه بیشینه سازی افت فشارها می باشد و توسط پیکون نونز ارایه شده است، صورت گرفته است. نتیجه مقایسه نشان دهنده ی کاهش 25 درصدی در هزینه های کلی سالیانه و کاهش حجم مبدل به میزان 2/16 درصد می باشد. این امر، صحت کاربرد روش جدید را در رسیدن به نتیجه های بهینه تایید و تصدیق می کند.