حسین درویشی

حدود 30% از انرژی ورودی به یک موتور احتراق داخلی از طریق گاز خروجی موتور به هدر می رود. بنابراین، این انرژی می تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای جایگزینی انرژی الکتریکی موردنیاز یک خشک کن برخط مورد استفاده قرار گیرد. مبدل های حرارتی قادر هستند که انرژی خروجی از موتور را به انرژی موردنیاز خشک کن برخط تبدیل نمایند. در این مطالعه به منظور بهینه نمودن عملکرد مبدل حرارتی از روش دینامیک سیالات محاسباتی، قانون اول ترمودینامیک و روش سطح پاسخ به صورت هم زمان استفاده شد. طول مبدل، تعداد بافل، سرعت جریان سیال و تعداد لوله ها به عنوان متغیر مستقل و عملکرد مبدل به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد. طرح باکس بنکن با 24 آزمایش مورد استفاده قرار گرفت. خروجی طرح باکس بنکن برای تولید هندسه های سه بعدی، شبکه بندی، اعمال شرایط مرزی و مدل آشفتگیk-ε realizable ، با حل کننده تفکیکی ناپایا در محیط نرم افزارANSYS Fluent V.15.0 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از شبیه سازی دینامیکی به منظور ارزیابی مبدل از لحاظ ترمودینامیکی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز واریانس بیانگر آن بود که مؤلفه های خطی فاصله بین بافل ها، تعداد لوله، برهم کنش تعداد لوله × تعداد بافل و توان دوم سرعت سیال ورودی بیش ترین تأثیر را بر راندمان مبدل دارا بوده اند. راندمان مبدل با افزایش هم زمان تعداد بافل و سرعت هوای ورودی (تا سرعت هوای 2 متر بر ثانیه و تعداد 10 عدد بافل) افزایش و پس از آن با افزایش بیشتر این پارامترها، راندمان مبدل کاهش پیدا می کند. شرایط بهینه برای رسیدن به حداکثر راندمان حرارتی مبدل در دو حالت (الف) تمامی متغیرها در محدوده های انتخابی و (ب) سرعت سیال ورودی حداکثر، طول مبدل حداقل و دیگر پارامترها در محدوده انتخابی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که راندمان انرژی برای حالت های مورد ارزیابی به ترتیب برابر با 07/85 % )با مطلوبیت 00/1 ( و 15/82 % )با مطلوبیت 896/0) می باشد