Gövde borulu bir ısı değiştiricisinin sezgisel algoritmalar ile optimizasyonu

Abstract

Günümüzde mühendislik alanında geniş bir yere sahip gövde borulu ısı değiştiricileri; büyük bir boru içerisindeki birbirine paralel birden fazla küçük borudan oluşan yapılardır. Gövde borulu ısı değiştirici sanayide kullanılan ısı değiştiricilerin % 60' ını oluşturmaktadır. Bu yüzden gövde borulu ısı değiştiricilerin en az maliyetle tasarlanabilmesi endüstri açısından önem arzetmektedir. Bu tip ısı değiştiricilerin dizaynı yapılırken, ihtiyaç duyulan ısı transferinin gerçekleşmesi için en uygun boru ve gövde çapları, boruların geçiş sayısı, yerleşim türü, şaşırtma levhası kesmesi gibi birçok parametrelerin seçilmesi gerekmektedir. En uygun ısı değiştiricisi dizaynı yapılırken aynı zamanda ekonomik kriterlerin de göz önüne alınması önem arz etmektedir.Gövde borulu ısı değiştiricilerin dizaynuı yapılırken, optimizasyon teknikleri kullanımı hayli yaygındır. Optimizasyon işlem en iyileme demektir. Bir problem için, belirli şartlar dahilinde tüm çözümlerin arasındaki en iyi çözümü elde edebilmektedir. Bu çalışmada, gövde borulu bir ısı değiştiricisinin belirli şartlar için, alanının ve maliyetinin en uygun şekilde belirlenebilmesi için farklı algoritmalar kullanılmıştır. Daha önce yapılan çalışmalar ışığında belirlenen 9 farklı algoritma kullanılarak gövde borulu ısı değiştiricisi dizaynında kullanılan 7 adet parametre için optimizasyon yapılmıştır. Analizler ışığında, her bir farklı algoritma için, en uygun ısı değiştiricisi boyutları tespit edilmiş ve belirli şartlar için dizayn parametleri belirlenmiştir. Ayrıca, elde edilen sonuçlar maliyet ve alan açısından karşılaştırılmıştır.

Shell and tube heat exchangers; the large pipe structures consisting of multiple parallel tubes which widely use in engineering. Shell and tube heat exchanger consisting %60 of heat exchanger used in industry. That's why optimization of shell and tube heat exchangers propounds great importance to industry. While design of this type of heat exchangers, for the acquire of the required heat transfer it must be choose optimal of value shell and tube diameter, passes tube, placement of tubes, baffle cut like many parameters. At the same time while optimal design of shell and tube heat exchangers,consider of economic criteria has great importance.While optimal design of Shell and tube heat exchangers, optimization metods widely in use. Optimization which means basically finding best of best. Finding best solution to a problem in specific conditions. In this study, for design of shell and tube heat exchangers in specific conditions, used different optimization algorithms. The light of studies previosly made we used 9 optimization algoritms with 7 design parameters. Analysis in the light for we determined optimum heat exchangers sizes and design parameters each different algorithms. The results obtained in these experiments are compared in terms of cost and space.