Mathematical simulation of a vehicle radiator by genetic algorithm method and comparison with experimental data

شبيه سازي رياضي مبدل حرارتي خودرو با روش وراثت و مقايسه آن با نتايج تجربي

مبدل هاي حرارتي هواخنك در صنايع متنوعي استفاده مي شوند و عملكرد مناسب مجموعه وابسته به عملكرد سامانه خنك‌كاري است. مبدل حرارتي خودرو تاثير شديدي در سامانه خنك كاري موتور دارد. بر همين اساس، در اين مقاله شبيه سازي رياضي مبدل حرارتي با استفاده از روش وراثت انجام شده است. عليرغم مطالعات تجربي متعددي كه براي بررسي رفتار مبدل‌هاي حرارتي صورت گرفته است، هيچ شبيه سازي تحليلي واحدي براي شبيه‌سازي عملكرد مبدل حرارتي موجود نيست. در اين تحقيق، با استفاده از نتايج تجربي معادله اي عمومي براي شبيه‌سازي عملكرد مبدل حرارتي ارايه شده است. بر اين اساس، يك برنامه رايانه اي تدوين شد كه با استفاده از داده هاي تجربي به عنوان ورودي، شبيه-سازي رياضي را توسعه مي‌دهد. اين شبيه سازي بر مبناي محاسبات ترموديناميك و انتقال حرارت است و نرخ خنك كاري مبدل حرارتي را در هر لحظه با خطاي كمتر از 1.68% محاسبه مي‌كند.

In many industrial processes, heat exchangers play the important role of the cooling function. The effective heat transfer rate in a specific process strongly depends on the heat exchanger design. The most popular type of heat exchangers commonly used in the automotive industry, is called "radiator". In engines, radiators play the important role of the cooling process. The present study is devoted to develop a mathematical model for the simulation of the vehicle radiator by utilizing the genetic algorithm method. Beside available experimental/analytical studies for studying the behavior of heat exchangers, an analytical model to predict and simulate their performance is of great worth. In the present study, we are going to use results of experimental data to obtain a general correlation, which can simulate the performance of heat exchangers. In this regard, a program is written to develop a mathematical model applying experimental data as inputs. The model is based on thermodynamic and heat transfer calculations and calculates cooling rate in each time step with deviation of 1.68%.