مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

اثر پارامترها‌ی موثر بر روی بهینه سازی سطوح گسترش یافته مبدل حرارتی هواخنک با استفاده از تئوری ساختاری

نویسندگان
1 استادیار گروه مکانیک دانشگاه شهرکرد
2 دانشگاه شهرکرد
چکیده
در کار حاضر بهینه سازی مبدل حرارتی هوا خنک با استفاده از تئوری ساختاری بژان و همچنین نرم‌افزار فلوئنت بررسی شده است. برای حل مسئله، دو محدودیت به صورت همزمان در فرایند بهینه سازی اعمال می‌شود: اول سطح لوله ثابت A و دوم نسبت سطح تبادل حرارت کلی به سطح لوله ثابت φ. با استفاده از این دو قید و تئوری مذکور بهترین هندسه که هندسه‌ای متقارن از لوله و پره است به دست آمده و اثرات پارامترهایی همچون افت فشار، عدد استانتون، نسبت ضرایب انتقال حرارت جابجایی، نسبت ضرایب هدایت، تعداد پره‌ها و... بررسی شد. برای لوله‌ای به طول 5.8 سانتی‌متر و شعاع 4.3 سانتی متر بهینه ترین نسبت قطر پره به قطر لوله 1.88 و بهینه ترین تعداد پره 7 عدد به دست آمد. سپس با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت و کد نوشته شده در نرم‌افزار متلب هندسه به‌دست آمده از لحاظ ارتفاع پره‌ها و همچنین فواصل بین پره‌ها بررسی شد و با توجه به قیود در نظر گرفته شده، ساختاری انتخاب شد که انتقال حرارت از کلیه پره‌ها یکسان باشد. دیده شد که میزان انتقال حرارت باز هم بهینه‌تر شد و به میزان 6.2 درصد افزایش پیدا کرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The Effect of Constructural Important parameters on Optimization of Rate of Heat Transfer in Heat Exchanger Developed Layers.

نویسندگان English

Afshin Ahmadi Nodoshan 1
Amir Mosharaf Dehkordi 2
چکیده English

In the present work, optimization of air-cooled heat exchanger using structural theory of Bejan by invoking fluent software has been investigated. Two constraints are applied in the optimization process: the first one is to fix overall area of heat exchanger,A , and second, the ratio of fraction of total heat exchange surface in the fixed pipe, φ. Using these two constraints and the aforementioned theories, the best geometry, that is a symmetric geometry of the tube and the fins was obtained. Furthermore, the effect of parameters such as pressure, Stanton number, ratio of fraction of the convective heat transfer coefficients, ratio of fraction of the conductivity, and the number of fins, etc, was investigated. The results show that for tubular length of 5.8 cm and 4.3 cm radius, the fraction of optimal fins diameter to pipe diameter is 1.88 and the optimal number of fins is 7. By using softwares such as Fluent and Matlab, the fins height, and the distance between the fins was investigated. According to structural constraints, a structure was selected that heat transfer from all the fins are equal. It was observed that the amount of the heat transfer was optimized by 6.2%.

کلیدواژه‌ها English

Optimization
Heat Exchanger
Constructural theory
Air cooler
Finned-tube