بررسی طراحی بهینه مبادله کن حرارتی پوسته و لوله به همراه نانوذرات

کار حاضر به طراحی بهینه مبادله کن حرارتی پوسته و لوله به همراه نانوذرات اکسیدروی(ZnO) می پردازد. برای مدل سازی حرارتی از روش ε-NTU استفاده شده است. بهینه سازی برای افزایش کارایی و کاهش هزینه کلی توسط الگوریتم ژنتیک چند هدفه(NSGA-II) انجام شده است. نه متغیر طراحی شامل جانمایی لوله، قطرلوله، نسبت گام لوله، طول لوله، تعداد لوله، نسبت فضای بفل، نسبت برش بفل، اختصاص جریان و همچنین غلظت حجمی نانوذرات در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که جبهه بهینه پرتو در حالت نانوذرات نسبت به جبهه بهینه پرتو در حالت بدون نانوذرات بهبود یافته است، به عنوان نمونه برای حل بهینه نهایی، کارایی و هزینه کلی مبادله کن حرارتی به ترتیب 5.62% و 12.12% نسبت به حالت بدون نانوذرات بهبود یافته است. همچنین تاثیر نانوذرات بر تعدادی از مشخصه های فیزیکی مبادله کن حرارتی بررسی و نتایج ارایه شده است.

Keywords:

بهینه سازی فنی-اقتصادی , مبادله کن حرارتی پوسته لوله , نانوذرات , الگوریتم ژنتیک