بهینه سازی مبدل حرارتی پره صفحه ای با استفاده از الگوریتم PSO

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 استاد

2 هیئت علمی/پژوهشگاه نفت

3 دانشجو

چکیده

در کار حاضر، الگوریتمی برای بهینه سازی مبدل حرارتی پره-صفحه ای با استفاده از کمینه کردن نرخ رشد آنتروپی، هزینه کل سالیانه و ترکیبی از آن‌دو ارائه شد. از الگوریتم تکاملی PSO برای بدست آوردن جوابهای بهینه استفاده شد. ابتدا نرخ رشد آنتروپی به تنهایی به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شد و در ادامه هزینه کل سالیانه مبدل بعنوان تابع هدف بهینه سازی انتخاب گردید. طول مبدل، فرکانس پره، تعداد لایه های عبور جریان، طول پره، ارتفاع پره و ضخامت پره متغیرهای تصمیم‌گیری هستند. نتایج حاکی از آن است که تابع هدف هزینه به مراتب سریعتر و بهتر از نرخ رشد آنتروپی به جواب بهینه دست می یابد. بنابراین، ترکیب نرخ رشد آنتروپی و هزینه بعنوان تابع هدف نهایی برگزیده شد. لازم به ذکر است که دستیابی به بار حرارتی مشخص بعنوان محدودیت بهینه سازی لحاظ شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of Plate Fin Heat Exchanger using particle swarm optimization

چکیده [English]

In this paper, an algorithm is presented to optimize a PFHE through minimizing three different objective functions: the number of entropy generation unit, total annual cost (TAC) and combined entropy generation and TAC. First, Minimization of total number of entropy generation units for specific heat duty requirement under given space restrictions and minimization of TAC are considered as objective functions using Particle swarm optimization (PSO) and are treated individually. Heat exchanger length, fin frequency, numbers of fin layers, lance length of fin, fin height and fin thickness or different flow length of the heat exchanger are considered for optimization. The result show that if TAC is selected as an objective function, the rate of convergence and optimization will be improved, then sum of entropy generation and cost was selected as the best candidate for objective function.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Plate fin Heat Exchanger"
  • "optimization"
  • "particle swarm optimization"
  • "total annual cot"
  • "entropy generation units"