استفاده از ارزش فعلی خالص به عنوان یک تابع هدف تنها برای بهینه‌سازی ترمو-اقتصادی رکوپراتور صفحه پره دار میکروتوربین

در این مقاله رکوپراتور یک میکروتوربین200 kw با در نظر گرفتن ارزش فعلی خالص به عنوان تابع هدف، با الگوریتم‌های ژنتیک و اجتماع ذرات بهینه‌سازی شده است. مبدل حرارتی صفحه پره‌دار با پره نواری و آرایش جریان‌های عمود و مخالف برای بهینه‌سازی انتخاب شده است. گام پره، ارتفاع پره، طول نوار، طول مسیر جریان رکوپراتور، ارتفاع و عرض رکوپراتور به عنوان شش پارامتر طراحی در نظر گرفته شده‌اند. برای بررسی اثر هر یک از متغیرهای طراحی بر تابع هدف، آنالیز حساسیت انجام شده است. نتایج بدست آمده از الگوریتم‌های ژنتیک و اجتماع ذرات با یکدیگر مقایسه شده‌اند. مقایسه‌ها نشان می‌دهد که الگوریتم بهینه‌سازی اجتماع ذرات از نظر حجم محاسبات و مقدار بهینه بدست آمده عملکرد بهتری دارد. با توجه به اینکه تابع هدف انتخاب شده در این مسئله تابعی از کارایی و هزینه کل رکوپراتور می‌باشد، نتایج بدست آمده از این تحقیق با نتایج بهینه‌سازی ترمواقتصادی مقایسه شده‌اند. مقایسه‌های صورت گرفته بر مبنای معیارهای ارزش فعلی خالص و بازده سیکل می‌باشند و بهتر بودن نتایج کار حاضر را از نظر فنی و اقتصادی نشان می‌دهند. نتایج نشان می‌دهند که ارزش فعلی خالص و بازده سیکل در کار حاضر حداکثر تا %11.54 و %11.69 افزایش یافته‌اند.

Using net present value as a single objective function for thermoeconomic optimization of a platefin recuperator in microturbine

In this paper, genetic and particle swarm algorithms were applied to optimize a recuperator in a 200 kW microturbine, with the net present value (NPV) considered as the objective function. Examined for the optimization purposes is a platefin heat exchanger of offset strip fin configuration as well as counter and crossflow arrangements. Fin pitch, fin height, fin offset length, recuperator flow length, recuperator width, and recuperator height were considered as the six design parameters investigated. A sensitivity analysis is performed in order to investigate the effect of design parameters on the objective function. Comparing the results of genetic algorithm(GA) to those of particle swarm algorithm indicated that, the particle swarm optimization(PSO) approach had succeeded to achieve better results from computations’ volume and optimum value perspectives. As the used objective function in this research was a function of total cost and efficiency of the recuperator, the results of the present research were compared to thermoeconomic optimization results. Being based on NPV and cycle efficiency criteria, the comparisons indicated superiority of the results of the present study, when viewed from technical and economic perspectives. Results show that in the present study NPV and cycle efficiency have increased up to 11.54% and 11.69%.