مدلسازی و بهینه سازی مشخصات هندسی در طراحی مبدل های حرارتی صفحه ای موجدار با استفاده از روش تاگوچی

در مطالعه حاضر، به منظور بهینه سازی عملکرد مبدل های حرارتی با کانال های موجدار، طراحی آزمایشی با استفاده از روش تاگوچی برای 25مدل هندسی متفاوت انجام است. برای هریک از این مشخصات پنج مقدار متفاوت در نظر گرفته شد. در هر یک از این مدل ها، رفتار حرارتی وهیدرولیکی هوا به عنوان سیال خنک کننده توسط دینامیک سیالات محاسباتی در سه بعد شبیه سازی شد. با استفاده از روش آنالیز واریانس، مقدار بهینه هر یک از مشخصات هندسی و همچنین تاثیر آنها بر میزان انتقال حرارت و افت فشار هوا در محدوده وسیعی از اعداد رینولدز مشخص شد. نتایج نشان دادند که مقدار سطوح بهینه برای ارتفاع پره، گام پره، طول موج، ضخامت پره، دامنه موج و طول مشخصه (طول پره به طول موج) در عدد رینولدز 200 برای ضریب j به ترتیب 10، 3/5، 7، 0.5، 2 و 5 برای ضریب f به ترتیب 6، 1/5، 11، 0.2، 0.5 و 9 برای j/f به ترتیب 6، 3/5، 11، 0.2، 0.5 و 5 است. دامنه موج برای ضریب j در ناحیه آرام بیشترین تاثیر را داشت، ولی در اعداد رینولدز بالاتر، به تدریج از اهمیت آن کاسته شده و بر اهمیت گام پره افزوده می شود.

modelling and optimization of geometrical parameters in design of the wavy-fin-plate compact heat exchanger by taguchi method

in the present syudy, to optimum the performance of wavy-plate heat exchangers, a taguchi method is utilized for 25 models in five levels. thermal-hydraulic performance of the models is investigated using an appropriate 3d-cfd simulation. then, the variance analysis is applied to detect the optimum values and more effective parameters on heat transfer rate and pressure drop of air in a wide range of reynolds numbers. the results indicated that the optimum levels for height, pitch, wave-length, thickness, wave-amplitude and characteristic length (fin length to wave-length) for the j factor are 10, 3.5, 7, 0.5, 2 and 5 mm (with larger is betther method for computing the signal to noise ratio), for f factor are 6, 1.5, 11, 0.2, 0.5 and 9 mm (with smaller is better method) and for j/f are 6, 3.5, 11, 0.2, 0.5 and 5 mm (with larger is better method) at re=200, respectively. the wavy-amplitude on j factor has the most influence in the laminar regime, but its importance is gradually reduced at higher reynolds numbers and the importance of pitch is increased. the wavelength is the second effective characteristic for j, f, and j/f factors in all reynolds numbers.