اصلاح ساختار شبکهی مبدل های حرارتی پوسته و لوله با روش های ریاضی آماری
[پایاننامه]
/حجتالله رحیمیزاده
: مهندسی شیمی
، ۱۳۹۲
۹۴ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی
۱۳۹۲/۰۶/۰۰
صنعتی سهند
طراحی و یا اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی توسط روشهای بهینهسازی منجر به مسائلی از نوع MINLP میشود که حل آنها به دلیل حضور همزمان متغیرهای پیوسته و ناپیوسته امری دشوار است و منجر به ظهور مشکلاتی در همگرایی میشود .زمانی که مسأله افت فشار در طراحی و یا اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی در نظر گرفته شود، به دلیل ذات غیرخطی و نامحدب روابط حاکم بر این مسائل، مشکلات همگرایی چنین مدلهایی بیشتر خواهد شد .با توجه به اینکه بیشتر کارهایی که تاکنون در این زمینه انجام گرفته است، بر پایهی ثابت گرفتن ضریب انتقال حرارت جابهجایی بوده است، لذا در این تحقیق ابتدا به مقایسه شبکهی مبدلهای حرارتی در دو حالت ضریب انتقال حرارت جابهجایی ثابت و متغیر پرداخته و سپس به طراحی شبکهی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله پرداخته میشود .روشی برای طراحی شبکه مبدلهای حرارتی ارائه شده است که در آن پارامترهای ساختاری توسط الگوریتم ژنتیک (GA) و پارامترهای پیوسته به کمک فرمولاسیون غیرخطی (NLP) بهینه میگردند. از الگوریتم کرن برای طراحی شبکهی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله استفادهشده است .در ادامه به علت پرهیز از پیچیدگی مدل به دلیل روابط خاص افت فشار، افت فشار جریانها با استفاده از نتایج فرمولاسیون غیرخطی(NLP) ، به دست میآیند .در این روش هر شبکه به عنوان توالی ژنها در نظر گرفتهشده است که هر ژن حاوی تعدادی گره است و هر گره نشاندهنده آدرس یک مبدل است .برای حل NLP به جای بهینهسازی همزمان متغیرها، از یک مدل جستجو برای حداقل اختلاف دمای نزدیکی در مبدلها و نسبت تقسیم جریانها و یک تابع هدف اصلاحشده برای حداکثر بازیابی انرژی استفادهشده است .مقایسه نتایج حاصل با مراجع نشان میدهد که روش مذکور قادر به ایجاد جوابهای دقیقتری در طراحی شبکه مبدلهای حرارتی با هزینه سالیانه کمتر است