طراحی و بهینه سازی پس خنک کن سامانه پرخورانی موتورهای احتراق داخلی بر پایه الگوریتم ژنتیک

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی خودرو

2 استاد / دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشگاه علم و صنعت ایران- دانشکده مهندسی خودرو

چکیده

این مقاله در پی یافتن بهترین چیدمان هندسی برای پس‌خنک‌کن سامانه پرخورانی یک موتور احتراق داخلی است تا کمترین افت فشار و هزینه ساخت و بیشترین کاهش دما برای هوای عبوری از مبدل حاصل گردد. برای این منظور یک مبدل نوار و صفحه در نظر گرفته شده و پس از استخراج تمامی معادلات و تعریف تابع هدف مناسب، بهینه سازی با روش الگوریتم ژنتیک و بصورت تحلیلی انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهندکه پس‌خنک‌کن طراحی شده ضمن داشتن وزن مناسب و افت فشار بسیار کم، دمای هوای ورودی به موتور را به میزان قابل قبول برای ورود به موتور می‌رساند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Shah, R. K., and Sekulić, D. P., "Fundamentals of Heat Exchanger Design", Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, (2003).

 

[2] Chato, J. C., Laverman, R. J., and Shah, J. M., “Analyses of Parallel Flow, Multi-stream Heat Exchangers”, Int. J. Heat Mass Transf., Vol. 14, No. 10, pp. 1691–1703, Oct. (1971).

 

[3] Manglik, R. M., and Bergles, A. E., “Heat Transfer and Pressure Drop Correlations for the Rectangular Offset Strip Fin Compact Heat Exchanger”, Exp. Therm. Fluid Sci., Vol. 10, No. 2, pp. 171–180, Feb. (1995).

 

[4] Hu, S., and Herold, K. E., “Prandtl Number Effect on Offset Fin Heat Exchanger Performance: Experimental Results”, Int. J. Heat Mass Transf., Vol. 38, No. 6, pp. 1053–1061, Apr. (1995).

 

[5] Nasution, H., Abdul Aziz, A., Abdul Latiff, Z., and Engkuah, S., “Comparison of Air to Air and Air to Water Intercoolers in the Cooling Process of a Turbocharger Engine”, J. Teknol., Vol. 74, No. 10, Jun. (2015).

 

[6] Park, Y. G., and Jacobi, A. M., “The Air-side Thermal-Hydraulic Performance of Flat-tube Heat Exchangers with Louvered, Wavy, and Plain Fins under Dry and Wet Conditions”, J. Heat Transf., Vol. 131, No. 6, pp. 61801, (2009).

 

[7] Zhang, Q., Qin, S., and Ma, R., “Simulation and Experimental Investigation of the Wavy Fin-and-tube Intercooler”, Case Stud. Therm. Eng., Vol. 8, pp. 32–40, Sep. (2016).

 

[8] Mishra, M., Das, P. K., and Sarangi, S., “Second Law Based Optimization of Crossflow Plate-fin Heat Exchanger Design using Genetic Algorithm”, Appl. Therm. Eng., Vol. 29, No. 14–15, pp. 2983–2989, Oct. (2009).

 

[9] Patel, V., and Savsani, V., “Optimization of A Plate-fin Heat Exchanger Design through an Improved Multi-objective Teaching-Learning Based Optimization (MO-ITLBO) Algorithm”, Chem. Eng. Res. Des., Vol. 92, No. 11, pp. 2371–2382, Nov. (2014).

 

[10] Zarea, H., Moradi Kashkooli, F., Mansuri Mehryan, A., Saffarian, M. R., and Namvar Beherghani, E., “Optimal Design of Plate-fin Heat Exchangers by a Bees Algorithm”, Appl. Therm. Eng., Vol. 69, No. 1–2, pp. 267–277, Aug. (2014).

 

[11] Wang, Z. T., Li, S. Y., and Luo, P. P., “Optimization of Advanced Cycle Gas Turbine Intercooler Structure Based on Genetic Algorithm”, Adv. Mater. Res., Vol. 317–319, pp. 2041–2046, Aug. (2011).

 

[12]      Ozkol, I., and Komurgoz, G., “Determination of the Optimum Geometry of the Heat Exchanger Body Via a Genetic Algorithm”, Numer. Heat Transf. Part Appl., Vol. 48, No. 3, pp. 283–296, Aug. (2005).

 

[13] Peng, H., and Ling, X., “Optimal Design Approach for the Plate-fin Heat Exchangers using Neural Networks Cooperated with Genetic Algorithms”, Appl. Therm. Eng., Vol. 28, No. 5–6, pp. 642–650, Apr. (2008).

 

[14] Bromnick, P. A., Pearson, R. J., and Winterbone, D. E., “Intercooler Model for Unsteady Flows in Engine Manifolds”, Proc. Inst. Mech. Eng. Part J. Automob. Eng., Vol. 212, No. 2, pp. 119–132, Feb. (1998).

 

[15]      Kays, W. M., and London, A. L., "Compact Heat Exchangers", Repr. Ed. 1998 with Corrections. Malabar, Fla: Krieger Pub. Co, (1998).

 

[16]      Arora, J., "Introduction to Optimum Design", 4th Edition. Cambridge, MA: Elsevier, (2016).