应用机械工程学报

抽象的

使用 MOPSO 对板翅管热交换器进行建模和基于第二定律的优化

Ehsan Khorasani Nejad、Mohsen Hajabdollahi 和 Hassan Hajabdollahi

在本研究中，对普通翅片管热交换器 (FTHE) 进行了全面的热建模和优化设计。因此，采用方法来估计热交换器的压降和效率。本科学研究的设计参数选择为：纵向间距、横向间距、翅片间距、管程数、管径、冷流流动长度、无流动长度和热流流动长度。此外，采用多目标粒子群优化(MOPSO) 同时获得熵生成单元的最小数量和年度总成本（投资和运营成本之和）作为两个目标函数。优化设计的结果是一组多个最优解，称为“帕累托最优解”。它表明，任何减少熵生成单元数量的几何变化都会导致年度总成本增加，反之亦然。此外，为了预测FTHE 的最佳设计，为帕累托前沿推导出了熵生成单元数量与年度总成本的关系方程。此外，还详细分析了最佳熵产单元数和年总成本随翅片管换热器设计参数变化的敏感性分析。