応用機械工学ジャーナル

概要

MOPSO を使用したプレートフィンとチューブ熱交換器のモデリングと第二法則に基づく最適化

イーサン・コラサニ・ネジャド、モーセン・ハジャブドラヒ、ハッサン・ハジャブドラヒ

本研究では、単純なフィンアンドチューブ熱交換器 (FTHE) の包括的な熱モデリングと最適設計を実施しました。したがって、この方法は、熱交換器の圧力損失と有効性を推定するために適用されます。この科学的研究の設計パラメータは、縦方向ピッチ、横方向ピッチ、フィンピッチ、チューブパスの数、チューブ直径、コールドストリームフロー長、無フロー長、およびホットストリームフロー長として選択されています。さらに、多目的粒子群最適化(MOPSO) を適用して、最小のエントロピー生成ユニット数と総年間コスト (投資コストと運用コストの合計) を 2 つの目的関数として同時に取得します。最適設計の結果は、「パレート最適解」と呼ばれる複数の最適解のセットです。これは、エントロピー生成ユニットの数を減らす幾何学的変更は総年間コストの増加につながり、その逆も同様であることを示しています。さらに、 FTHE の最適設計を予測するために、パレートフロントのエントロピー生成ユニット数と総年間コストの式を導出します。さらに、フィンチューブ熱交換器の設計パラメータの変化に伴うエントロピー生成ユニットの最適数と年間総コストの変化の感度分析も詳細に実行されます。