طراحی بهینه ی یک مبدل حرارتی جهت گرم کردن هوا در فرهای غیر مستقیم پخت نان با روش الگوریتم بهینه سازی زنبور عسل
چکیده
در سال های اخیر، با توجه به قیمت بالای انرژی و روند رو به کاهش منابع موجود، لزوم استفاده از سیستم های با بازده بالاتر و یا فن آوری های جدیدتر الزامی است، این مسأله در فرهای پخت نان نیز قابل مطرح می باشد. ویژگی هایی مانند یکنواختی پخت، اتلافات حرارتی پایین، عدم وجود گازهای آلاینده در فضای تونل پخت و کاهش مصرف سوخت و هزینه از عوامل به کارگیری فرهای غیرمستقیم در مقایسه با فرهای مستقیم می باشند. در این تحقیق از یک مبدل حرارتی صفحه ای پره دار با پره های دندانه ای جهت کاربرد در فرهای غیرمستقیم استفاده شده است و به طراحی و بهینه سازی آن براساس توابع هدف مختلف با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تک هدفه زنبور عسل (ba) پرداخته شده است. همچنین از الگوریتم بهینه سازی چند هدفه زنبور عسل (moba) به منظور دستیابی به حل های بهینه ای که هر دو تابع هدف را به صورت همزمان تا حد مطلوبی بهینه می کند، استفاده شده است. مقادیر پارامترهای طراحی در یک نمونه از نتایج به دست آمده در بهینه سازی تک هدفه، و بر اساس کمینه سازی تولید آنتروپی به صورت طول جریان گرم و سرد و ارتفاع مبدل به ترتیب 389/0، 142/0 و 418/0 متر، ارتفاع، طول نیزه و ضخامت پره به ترتیب 34/9، 09/7 و 22/0 میلی متر و تعداد پره در واحد متر 5/193می باشند. نوآوری انجام شده در این مطالعه، ارائه الگوریتم هیبریدی زنبور عسل با اجتماع ذرات (bahpso) می باشد، که از این الگوریتم و همچنین الگوریتم های تک هدفه و چند هدفه زنبور عسل جهت مقایسه و اعتبار سنجی نتایج به دست آمده از این مطالعه با نتایج مراجع استفاده شده است. برای نمونه در بهینه سازی تک هدفه و بهینه سازی بر اساس کمینه سازی هزینه ی سالیانه کلی، نتایج به دست آمده از این مطالعه توسط الگوریتم های ba و bahpso به ترتیب به میزان 7/4% و 5% بهتر از نتایج به دست آمده از الگوریتم رقابت استعماری (ica) می باشند. همچنین در بهینه سازی چند هدفه و بهینه سازی بر اساس دستیابی به بیشینه ی کارآیی و کمینه ی هزینه ی سالیانه کلی، نتایج به دست آمده از الگوریتم moba در برخی از محدوده ها بهتر از نتایج به دست آمده از الگوریتم چندهدفه ژنتیک ( nsga-ii) می باشد.