طراحي و بهينه سازي اقتصادي مبدل حرارتي پوسته و لوله پره دار

Design and Economic Optimization of finned shell and tube heat exchanger

حداقل نمودن هزينه يكي از پارامترهاي اساسي در طراحي مبدل حرارتي است. در اين تحقيق با استفاده از الگوريتم ژنتيك يك مبدل حرارتي پوسته و لوله پره دار طراحي و بهينه سازي اقتصادي مي شود. هزينه ي هر مبدل حرارتي شامل دو قسمت هزينه اوليه (سطح حرارتي) و هزينه كاركرد (توان مصرفي براي غلبه بر افت فشار) است. شش پارامتر به عنوان متغيرهاي بهينه سازي در نظر گرفته شده اند كه عبارتند از: تعداد لوله ها، طول لوله ها، قطر لوله ها، آرايش لوله ها، نسبت گام لوله ها و ضخامت پره. جهت تعيين افت فشار از روش ساده شده بل دلاور استفاده شده است. در اين روش نسبت برش ديواركها 20% در نظر گرفته مي شود. اين تحقيق روشي كارآمد بر اساس الگوريتم ژنتيك جهت بهينه سازي اقتصادي مبدل حرارتي پوسته و لوله پره دار ارائه مي دهد.

Cost minimization of heat exchanger is a key objective for designer and users. In this investigation genetic algorithm has employed to design a radial, finned, shell and tube heat exchanger. The total cost of the heat exchanger is the sum of operational costs and capital costs. six optimization variables are considered: the number of tubes, tube length,tube diameter, tube arrangement, tube pitch rate, and fin thickness. The “Delaware modified” technique is used to determine the pressure drop. In this technique, the baffle cut is 20 percent. The results show that the genetic algorithm can be successfully applied for optimal design of finned shell and tube heat exchangers with high accuracy.