An optimization design method of a

An optimization design method of a plate-fin heat exchanger is presented in this paper based on the entropy generation minimization principle. In the method, the specific entropy generation rate is proposed as an objective function. It is used to optimize the geometrical parameters of a real plate-fin heat exchanger which is subject to the finite total heat transfer area. The developed model considers the entropy generation rate due to both the irreversible heat transfer and pressure drop. The analytical results show that under given conditions, the minimum specific entropy generation rate can always be achieved by optimally allocating the finite heat transfer area between the hot- and cold-side heat transfer channels
with certain heat transfer rate requirement being satisfied. With an optimal heat transfer allocation ratio, the corresponding optimal values of main geometrical parameters of the heat exchanger, i.e.,fin height and fin spacing can be found. Furthermore, the values of the total heat transfer area, heat transfer rate, as well as the mass flow rate ratio between cold- and hot-side fluids also have significantly influences on the specific entropy generation rate and optimal heat transfer area allocation ratio. The specific entropy generation rate decreases, whereas, the optimal heat transfer
allocation ratio increases (i.e., the hot-side heat transfer area increases) with increasing the total heat transfer area, decreasing the heat transfer rate and increasing the mass flow rate ratio of cold- and hot-side fluids. The proposed optimization model and analytical results could provide theoretical guidance for real plate-fin heat exchanger design and optimization.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มีการนำเสนอวิธีการออกแบบเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นครีบในกระดาษนี้ใช้หลักการลดภาระการสร้างเอนโทรปี วิธี เสนออัตราการสร้างเฉพาะเอนโทรปีเป็นฟังก์ชันวัตถุประสงค์การ ใช้ปรับพารามิเตอร์ geometrical ของครีบแผ่นจริงแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งมีพื้นที่ถ่ายโอนความร้อนรวมมีจำกัด รูปแบบการพัฒนาพิจารณาอัตราการสร้างเอนโทรปีเนื่องจากทั้งสองแบบให้ความร้อนถ่ายโอนและความดันหล่น ผลการวิเคราะห์แสดงว่า ใต้ให้เงื่อนไข อัตราการสร้าง entropy ต่ำสุดเฉพาะสามารถเสมอทำได้ โดยการปันส่วนพื้นที่ถ่ายโอนความร้อนจำกัดระหว่างช่องถ่ายโอนความร้อนอุ่น และเย็นด้านอย่างเหมาะสมกับความต้องการอัตราการถ่ายโอนความร้อนบางกำลังมีความสุข ด้วยมีความร้อนสูงสุดโอนปันส่วนอัตราส่วน ค่าสูงสุดเกี่ยวข้องของพารามิเตอร์หลัก geometrical ดักท์ i.e.,fin ความสูง และระยะห่างระหว่างครีบสามารถพบ นอก ค่าของพื้นที่ถ่ายโอนความร้อนรวม อัตราการถ่ายโอนความร้อน เป็นอัตราส่วนอัตราการไหลเชิงมวลระหว่างของเหลวเย็น และร้อนด้านได้อย่างมีนัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่ออัตราการสร้างเฉพาะเอนโทรปีและอัตราส่วนการปันส่วนตั้งโอนความร้อนที่ดีที่สุด อัตราการสร้างเฉพาะเอนโทรปีลดลง ขณะ การถ่ายโอนความร้อนดีที่สุดการปันส่วนอัตราส่วนเพิ่ม (เช่น การด้านเครื่องทำความร้อนถ่ายโอนตั้งเพิ่ม) ด้วยการเพิ่มพื้นที่ถ่ายโอนความร้อนรวม ลดอัตราการถ่ายโอนความร้อน และเพิ่มอัตราส่วนอัตราการไหลเชิงมวลของของเหลวเย็น และร้อนด้านการ เพิ่มประสิทธิภาพการนำเสนอรูปแบบและผลการวิเคราะห์สามารถให้คำแนะนำทฤษฎีออกแบบครีบแผ่นจริงแลกเปลี่ยนความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบแผ่นนำเสนอในกระดาษนี้อยู่บนพื้นฐานของการเกิดของเอนโทรปีหลักการ ในวิธีการ เฉพาะค่าอัตราการสร้างจะเสนอเป็นเป้าหมายการทำงาน มันถูกใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบแผ่นจริง ซึ่งอาจมีการจำกัดพื้นที่การถ่ายเทความร้อนรวมแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นจะพิจารณาเอนโทรปีรุ่นเท่ากัน เนื่องจากทั้งสองกลับไม่ได้การถ่ายเทความร้อนและความดันที่ลดลง . ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าภายใต้เงื่อนไขเฉพาะค่าต่ำสุดที่ได้รับ , รุ่นเท่ากันสามารถทำได้โดยการจำกัดการโอนความร้อนบริการพื้นที่ระหว่าง ร้อน และเย็น ข้างช่อง
การถ่ายโอนความร้อนกับบางอัตราการถ่ายเทความร้อนความต้องการเป็นพอใจ ด้วยอัตราส่วนที่เหมาะสม การถ่ายเทความร้อนการจัดสรรที่เหมาะสมของค่าพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตที่หลักของอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน เช่น ความสูงของครีบและครีบสามารถพบได้ นอกจากนี้ค่าของพื้นที่ถ่ายเทความร้อนรวม อัตราการส่งถ่ายความร้อนเช่นเดียวกับอัตราการไหลของมวลอัตราส่วนระหว่างของเหลวร้อนและเย็น - ด้านข้างยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อเฉพาะค่าอัตราการถ่ายเทความร้อนและรุ่นที่เหมาะสม พื้นที่จัดสรรอัตราส่วน เฉพาะค่าอัตราการเกิดลดลง ในขณะที่การเพิ่มการโอนจัดสรรอัตราส่วน
ความร้อน ( เช่นร้อนการถ่ายเทความร้อนบริเวณเพิ่มขึ้น ) ด้วยการเพิ่มพื้นที่การถ่ายเทความร้อนรวม ลดอัตราการถ่ายเท ความร้อน และเพิ่มอัตราการไหลของของเหลวต่อข้างเย็นและร้อน การเพิ่มประสิทธิภาพและเสนอแบบจำลองเชิงทฤษฎีสามารถให้คำแนะนำจริงครีบแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนการออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพ