طراحي و بهينه‎سازي مبادله‎كن‎هاي گرمايي سه‎جرياني لوله‎اي با ساختار درختي با استفاده از نظريه ساختاري

در اين مقاله اصول نظريه ساختاري به منظور مدل سازي و طراحي مبادله‎كن‎هاي گرمايي سه ‎جرياني لوله‎اي بسط و تعميم داده مي‎شود. هدف اين است كه با استفاده از اصول مربوط به نظريه ساختاري خصوصا طراحي بر اساس ساختارهاي درختي بتوان عملكرد اين نوع مبادله‎كن‎هاي گرمايي را بهبود داد. در اين راستا معادلات ديفرانسيلي مربوط به انتقال گرما يك مبادله‎كن گرمايي سه جرياني استخراج و حل اين معادلات به‎دست مي‎آيد. سپس با استفاده از اصول نظريه ساختاري و با استفاده از روش لاگرانژ يك نسبت تقسيمات براي ساختارهاي متوالي در يك درخت براي مبادله‎كن گرمايي سه‎لوله‎اي استخراج مي‎گردد كه اين رابطه حجم محاسبات را كاهش چشمگيري مي‎دهد. بر اين مبنا و با استفاده از مدل‎سازي‎هاي هندسي و گرمايي، الگوريتم طراحي يك مبادله‎كن گرمايي سه‎جرياني استخراج و بيان مي‎گردد.  به منظور بررسي ميزان بهبود عملكرد يك مبادله‎كن گرمايي سه‎جرياني لوله‎اي و بررسي قابليت و كارايي روش فوق‎الذكر از يك مطالعه موردي استفاده شده است. نتايج حاصل نشان مي‎دهد كه افت فشار و سطح انتقال گرما در مبادله‎كن‎هاي گرمايي ساختاري با ساختار درختي نسبت به نوع عادي آن كاهش قابل ملاحظه‎‎اي دارد.