مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه سازی چند هدفی عملکرد گرمایی لوله حرارتی هنگام استفاده از نانوسیال اکسید آلومینیوم

نویسندگان
1 رئیس پژوهشکده و دانشکده مهندسی خودرو
2 معاون آموزشی دانشکده خودرو
3 دانشجو دکتری
4 دانشگاه علم وصنعت ایران
چکیده
لوله حرارتی از ابزارهای موثر در انتقال حرارت می‌باشد. استفاده از نانو سیالات، می‌تواند به طور چشمگیری سبب بهبود عملکرد گرمایی لوله حرارتی شود. اما میزان بهبود عملکرد، به پارامترهای نانو ذرات معلق در نانوسیال وابسته است. در این مقاله، برای اولین بار با در نظر گرفتن کسر حجمی و قطر ذرات معلق در نانوسیال، به عنوان پارامترهای طراحی و اختلاف دمای دیواره اواپراتور با کندانسور و افت فشار مایع، به عنوان توابع هدف، به تعیین مقادیر بهینه، جهت دست‌یابی به ماکزیمم عملکرد لوله حرارتی پرداخته شده است. لوله حرارتی استوانه‌ای به کار گرفته شده، حاوی سیال عامل نانوسیال اکسید آلومینیوم می‌باشد. عملکرد لوله حرارتی هنگام استفاده از نانو سیال به روش CFD مدل گردیده و سپس نرم افزار GEvoM برای مدلسازی داده‌ها و استخراج رابطه بین ورودی‌ها و خروجی‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از الگوریتم اصلاح شده‌ی NSGA II، نمودار پارتو ترسیم شده و مقادیر نقاط بهینه‌ی پیشنهادی برای متغیرهای طراحی با استفاده از روش نگاشت بدست آمده‌است. نقاط طراحی پیشنهادی حاوی نکات قابل توجهی هستند که بدون استفاده از بهینه سازی چند هدفی قابل محاسبه نمی‌باشند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Multi objective optimization of heat pipe thermal performance while using aluminium oxide nanofluid

نویسندگان English

mohammad hasan shojaeefard 1
Abolfazl khalkhali 2
javad Zare 3
mojtaba tahani 4
4 iran university of science and technology
چکیده English

Heat pipe is an effective device for heat transferring. Using nanofluid as working fluid can significantly increase heat pipe thermal performance. But rate of the performance improvement, is dependent on parameters of the suspended nanoparticles in nanofluid. In this article, for the first time by considering nanoparticle volume fractions and diameters as design variables and the difference between the wall temperature of evaporator and condenser and liquid pressure drop as objective functions, the heat pipe performance has optimized. The used heat pipe is a cylindrical heat pipe with nanofluid as working fluid. Heat pipe thermal performance while using nanofluid has modeled by CFD method and then GEvoM has used to relate between design variables and objective functions. Using the modified NSGAII approach, pareto front has plotted and the values of recommended optimum points has obtained by mapping method. Recommended design points unveil interesting and important optimal design principles that would not have been obtained without the use of a multi-objective optimization approach.

کلیدواژه‌ها English

Heat pipe
Nanofluid
Multi objective optimization