در این پایان نامه تشکیل برفک بر روی صفحه سرد در جریان هوای توربولنت به صورت عددی و تجربی بررسی شد. به منظور مدل سازی توربولانس هیدرودینامیکی و حرارتی از دو مدل دو معادله ای و استفاده شده است. معادلات حاکم بر لایه برفک با در نظر گرفتن فوق اشباع بودن بخار آب در سطح برفک به صورت کوپل با معادلات لایه هوا حل شد. برای گسسته سازی معادلات از روش حجم محدود استفاده شده و به منظور مرتبط کردن میدان های فشار و سرعت از الگوریتم سیمپل استفاده شده است. برای رشد برفک مدلی بکار گرفته شده که نتایج حاصل از حل عددی آن تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی داشته است. در این مدل لایه برفک متخلخل فرض شده و از ضریب تخلخل برای محاسبه ضریب هدایت حرارتی و نیز محاسبه ضریب دیفیوژن بخار استفاده شده است. استفاده از مدل توربولانسی و برای مدل کردن توربولانس هیدرودینامیکی و حرارتی دقت محاسبات را نسبت به مدل های استفاده شده توسط دیگر محققین از جمله مدل افزایش می دهد. شرایط فیزیکی حاکم بر سطح برفک نشانگر فوق اشباع بودن بخار آب در این سطح می باشد و دیده می شود که استفاده از فرض بخار آب فوق اشباع به شدت در تطابق نتایج با نتایج تجربی موثر است به طوریکه فرض اشباع بودن بخار آب اشباع در سطح برفک انتقال جرم و در نتیجه ضخامت برفک محاسبه شده را با اختلاف نسبت به نتایج تجربی پیش بینی می کند. تاثیر پارامترهای مختلف جریان ورودی در رشد برفک مورد مطالعه قرار گرفت. تغییر سرعت جریان ورودی تاثیر چندانی بر رشد لایه برفک ندارد. افزایش رطوبت نسبی جریان ورودی باعث افزایش ضخامت وکاهش چگالی لایه برفک شد. با افزایش نسبت رطوبت, کاهش دمای سطح سرد و کاهش دمای هوای ورودی میزان انتقال جرم از لایه هوا به لایه برفک افزایش می یابد.

در این تحقیق یک روش جدید ترکیبی برای بهینه سازی شبکه مبدلهای حرارتی با استفاده از الگوریتم ژنتیک و برنامه ریزی درجه دوم ارائه شده است فرمولاسیون ارائه شده بگونه ای است که امکان تعریف ارتباط های مجاز و یا غیر مجاز بین جریانها و یا ماکزیمم سایز مبدل وجود دارد. مسئله بهینه سازی در دو بخش حل می شود (1) ساختار شبکه بهینه توسط الگوریتم ژنتیک مشخص می شود. (2) با ر حرارتی بهینه مبدلها توسط برنامه ریزی درجه دوم در راستای حداکثر بازیافت انرژی تعیین می گردد الگوریتم ژنتیک از این مقادیر برای تعیین شایستگی استفاده می کند. برای نشان دادن کارایی و قابلیت کاربرد روش ارائه شده دو مسئله استاندارد بهینه سازی شبکه مبدلهای حرارتی با سایز متوسط ویک مسئله بهینه سازی واقعی صنعتی با سایز بزرگ (واحد آروماتیک پتروشیمی بندر امام) در نظر گرفته شده و حل می گردند. نتایج الگوریتم ترکیبی ارائه شده در تمامی موارد قابل مقایسه با الگوریتمهای موجود در زمینه بهینه سازی شبکه مبدلهای حرارتی مانند روش پینچ و روشهای ریاضی می باشد.