بهینه سازی انتقال حرارت و افت فشاردر گرم‌کن هوای خورشیدی باسطوح دندانه‌دار
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
انصاری محمد ,بازارگان مجید
|
|
منبع
|
مهندسي مكانيك اميركبير - 1396 - دوره : 49 - شماره : 1 - صفحه:137 -146
|
|
چکیده
|
به منظور بهبود انتقال حرارت در پره توربین‌های پیشرفته و گرم‌کن هوای خورشیدی از دندانه‌های تکرار شونده استفاده می‌شود. کاربرد این دندانه‌ها در سطوح داخل کانال تاثیر قابل توجهی بر مشخصه‌های جریان سیال و انتقال حرارت دارد. وجود دندانه‌ها انتقال حرارت را به طور چشم‌گیر بهبود می‌دهد، اما در عین حال بر افت فشار نیز موثر است. به همین علت نیاز است تا مقایسه‌ای بین میزان بهبود انتقال حرارت و مقدار توان لازم برای به جریان درآوردن سیال در افت فشار متناظر انجام گیرد. در پژوهش کنونی تلاش شده است تا در یک گرم‌کن هوای خورشیدی از نوع صفحه‌ای، مشخصات هندسی دندانه‌ها برای رسیدن به بهترین بازده حرارتی بهینه‌سازی شود. برای بهینه‌سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شد. بهینه‌سازی با دو هدف صورت پذیرفت. اول بازده حرارتی بالاتر که تاثیر هم‌زمان انتقال حرارت و افت فشار را در نظر می‌گیرد. دیگر اینکه اختلاف دمای جریان هوای ورودی و خروجی مناسب کاربردهای عملی باشد. مدل ریاضی بر مبنای روابط انتقال حرارت توسعه داده شد. ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی در کانال دندانه‌دار از روابط تجربی محاسبه شد. جریان در رینولدز بین 2300 تا 25000 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده با نتایج تجربی موجود در شرایط مشابه مورد مقایسه و اعتبارسنجی قرار گرفت. مشاهده شد که بازده حرارتی گرم‌کن هوای خورشیدی در دبی جرمی پایین در حدود 10% بهبود می‌یافت. البته در دبی جرمی بالاتر به دلیل افزایش توان مورد نیاز جهت غلبه بر افت فشار، اثر دندانه‌ها کاهش می‌یافت و حتی می‌توانست باعث کاهش بازده نیز بشود.
|
|
کلیدواژه
|
بهینه‌سازی، الگوریتم ژنتیک، گرم‌کن هوای خورشیدی، دندانه، بهبود انتقال حرارت
|
|
آدرس
|
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی, دانشکده مهندسی مکانیک, ایران, دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی, دانشکده مهندسی مکانیک, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
bazargan@kntu.ac.ir
|
|
|
|
|
|
|