انتخاب سطح و طراحی مبدل حرارتی پلیت _فین با استفاده از روش الگوریتم طراحی سریع

با وجود روشهای متنوع بهبود راندمان مبدلهای حرارتی، مهندسین همچنان نیازمند شاخص‌هایی هستند که عملکرد این دستگاههای حرارتی را توسط آنها ارزیابی کنند. در این مقاله ضمن مرور مهمترین شاخص‌ها ، رابطه مناسبتری برای انتخاب سطوح انتقال حرارت در طراحی مبدلهای حرارتی فشرده توسعه و ارائه شده است.  این شاخص عملکردی، عوامل فرایندی مهمی مانند افت فشار را با توجه به ملاحظات حرارتی و هیدرولیکی و همچنین اثرات تداخل مقاومتها  ( شامل مقاومتهای حرارتی، مقاومت ناشی از جرم گرفتگی ها، دیواره و غیره ) را که قبلا از آنها صرفنظر می شد، در نظر گرفته و تا حدود زیادی شرایط عملیاتی را به طور واقعی در خود گنجانیده است. در این مقاله براساس این شاخص توسعه یافته، روشی برای طراحی مبدل‌های حرارتی پلیت فین فشرده ارائه شده است که در آن دستیابی به ماکزیمم افت فشار مجاز و قابل دسترس (Max.allowable pressure drop)  به  عنوان  هدف طراحی در  نظر گرفته  شده  است. این روش بر اساس  توسعه یک مدل  ترموهیدرولیکی  که  رابطه  بین  افت فشار، ‌ضریب انتقال حرارت و حجم مبدل را ارائه می‌کند، بنا نهاده شده است. یک روش ساده نیز برای انتخاب سطح و بر اساس مفهوم شاخص عملکرد حجم  ((VPI ارائه شده است. سطوحی که حجمهای کوچکتری را ایجاد می کنند VPI بزرگتری خواهند داشت. سطوح براساس VPI مقایسه و نمودارهایی برای انتخاب سطوحی با بهترین عملکرد تهیه شده است. انتخاب سطح و طراحی همزمان برای دسترسی به افت فشار کامل با استفاده از نمودارهای VPI و مدل ترموهیدرولیکی محقق می‌شود. الگوریتمهای طراحی برای آرایش جریان متقاطع ارائه و نتایج با مقایسه با مورد مطالعاتی ذکر شده در مقاله آزمایش شده‌اند. ‌با استفاده از نمودارهای VPI سطوحی که بیشترین شاخص عملکردی را در محدوده رینولدز عملیاتی داشته‌اند، انتخاب و با استفاده از برنامه رایانه‌ای مبدل مورد نظر طراحی و سپس حجم کل مبدل به دست آمده است. به این ترتیب مبدلهایی طراحی شده‌اند که حجمهایی تا چندین برابر کوچکتر از حجم موارد مطالعاتی ذکر شده داشته‌اند.