بهینه سازی ابعاد هندسی پره های یک موتور هوا خنک با الگوریتم ژنتیک و تعیین عملکرد خنک کاری با شبیه سازی عددی

دمای کارکرد موتور یکی از عوامل موثر بر کاهش مصرف سوخت و افزایش راندمان موتور است. کارکرد موتور در دمای بالا علاوه بر افزایش آلایندگی، به علت اینکه اجزای مختلف موتور دارای ضریب انبساط حجمی متفاوتی هستند، احتمال قفل موتور(گیرپاژ) را افزایش می دهد. لذا کنترل فرایند انتقال حرارت موتور امری اجتناب ناپذیر است. در این تحقیق بهینه سازی ابعاد هندسی پره های یک موتور هوا خنک تک سیلندر انجام می شود. ابتدا بلوک سیلندر در نرم افزار فلوئنت شبیه سازی می شود. سپس مقدار بهینه ابعاد پره، به کمک الگوریتم ژنتیک در نرم افزار متلب محاسبه می گردد. در نهایت بلوک سیلندر با ابعاد پره های جدید مدل سازی شد و انتقال حرارت آن در نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد انتخاب بهینه ابعاد پره، علاوه بر توزیع یکنواخت تر دما در بلوک سیلندر، شار حرارتی خنک کاری موتور را نیز افزایش می دهد. کمینه دمای بدنه موتور بعد از بهینه سازی ابعاد پره ها، از ۲۳.۶۳ درجه سانتی گراد تا دمای ۱۱.۶۱ درجه سانتیگراد کاهش یافت که این کاهش می تواند در نرخ خنک کاری موتور خیلی موثر باشد. همچنین محاسبه شار حرارتی در سه سطح بدنه موتور نشان داد با ابعاد بهینه پره ها در سطح A حدود ۱۵ درصد، در سطح B به میزان ۷۵ درصد و در سطح C به میزان ۱۶۰ درصد میزان شار حرارتی افزایش می یابد

کلیدواژه ها:

هواخنک ، بهینه سازی ، پره ، بلوک سیلندر ، الگوریتم ژنتیک