Revista de Engenharia Mecânica Aplicada

Abstrato

Modelação e otimização baseada na segunda lei de permutadores de calor de placas e tubos usando MOPSO

Ehsan Khorasani Nejad, Mohsen Hajabdollahi e Hassan Hajabdollahi

No presente estudo, é realizada uma modelação térmica abrangente e um projeto ideal de permutador de calor simples de alhetas e tubos (FTHE). Portanto, o método é aplicado para estimar a queda de pressão e a eficácia do permutador de calor. Os parâmetros de projeto deste estudo científico são selecionados como: passo longitudinal, passo transversal, passo da aleta, número de passagens do tubo, diâmetro do tubo, comprimento do fluxo da corrente fria, comprimento do fluxo sem fluxo e comprimento do fluxo da corrente quente . Além disso, o Multi Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO) é aplicado para obter o número mínimo de unidades geradoras de entropia e o custo total anual (soma dos custos de investimento e de operação) como duas funções objetivo, em simultâneo. Os resultados de projetos ótimos são um conjunto de múltiplas soluções ótimas, designadas por ‘soluções ótimas de Pareto’. Revela que quaisquer alterações geométricas que diminuam o número de unidades geradoras de entropia levam a um aumento do custo total anual e vice-versa. Além disso, para prever o projeto ótimo do FTHE, é derivada uma equação para o número de unidades geradoras de entropia versus o custo anual total para a frente de Pareto. Além disso, a análise de sensibilidade da alteração do número ideal de unidades de geração de entropia e do custo anual total com alterações nos parâmetros de projeto do permutador de calor de tubo aletado também é realizada em detalhe.