بهینه ‬سازی و ارزیابی فنی و اقتصادی مبادله‬ کن گرمای پوسته و لوله
کد مقاله : 1056-ISME
نویسندگان:
حسن حاج عبداللهی1، امین صالح *2، وحید قمری3
1دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج)، رفسنجان
2دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجان
3دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج)، رفسنجان
چکیده مقاله:
مبادله‬کن‬ گرمای پوسته و لوله یکی از رایج ترین مبادله‬کن‬های گرما است که از کاربرد بالایی در موارد صنعتی برخودار است. در این مقاله به طراحی و بهینه‌سازی هزینه سالیانه مبادله‌کن گرمای پوسته و لوله با دو گذر لوله پرداخته شد. پارامترهای طراحی که عبارت‌اند از آرایش لوله، قطر داخلی لوله، نسبت گام لوله به قطر خارجی لوله، طول لوله، نرخ برش بافل، نرخ فاصله بافل و تعداد لوله‌ها که تعداد 20 نوع لوله در اندازه‌های استاندارد در نظر گرفته شد. قیدهای تعریف شده که عبارت‌اند از نسبت طول لوله‌ها به قطر پوسته (بین 3 – 12)، اُفت فشار کل سمت لوله‌ها و اُفت فشار کل سمت پوسته پرداخته شد. پس از مدلسازی حرارتی به تعداد واحد‌های انتقال( ε-NTU) روش بل دی لاور ، بهینه‌سازی کاهش هزینه سالیانه به عنوان تابع هدف توسط الگوریتم ژنتیک بدست آمده و کد محاسباتی سیستم با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) نوشته شده است. راندمان مبادله‌کن پوسته و لوله با توجه به نرخ انتقال حرارت 57/61 درصد و دمای خروجی سیال سرد 8056/30 درجه سانتی گراد و هزینه کل سالیانه مبادله گرمای پوسته و لوله 104×0511/1 دلار در سال می‌باشد. علاوه بر این تأثیر راندمان بر هزینه اولیه و تاثیر تعداد لوله‌ها، ضریب کلی انتقال حرارت، نرخ طول لوله در هر گذر بر قطر پوسته و طول لوله در هر گذر بر هزینه سالیانه مبادله‌کن پوسته و لوله بررسی و تأثیر آن‌ها بر هزینه کل سالیانه بیان شده است.
کلیدواژه ها:
مبادله‬کن گرمای پوسته و لوله، بهینه‬سازی، ارزیابی اقتصادی، بل دی لاور، هزینه سالیانه.
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است