Der Einfluss der Strukturparameter von Kreuzschlitz- Wärmeaustauschröhren auf den Wärme- und den Strömungseigenschaften bei gekoppelten Bedingungen von Flüssigkeit und Gas in einem Reynolds-Zahlenbereich von 415 716 bis 692 861 wurde mittels numerischer Berechnungsmethoden untersucht. Mithilfe der zweizieligen Optimierung wurden Bestlösungen gefunden, die das Gleichgewicht zwischen Wärme- und Strömungswiderstandseigenschaften ausgleichen sowie entsprechende Konstruktionsparameter bestimmen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Nusselt-Zahl Nu und der Widerstandskoeffizient f von Kreuzschlitzröhren um das 1,37- bis 1,94-fache bzw. das 1,75- bis 4,70-fache im Vergleich zu glatten Röhren erhöht wurden. Der Strömungsverlauf in der Nähe der Kreuzschlitzröhren führte zu einem Anstieg des Druckgefälles an der Rohrwand und der turbulenten Energiedichte, was die Störungen an der Wärme-grenzschicht verstärkte und damit die Wärmeübertragungsleistung verbesserte. Mittels genetischer Algorithmen wurden optimale Pareto-Fronten erzeugt und der optimale Gleichgewichtspunkt C gefunden, der den Nusselt-Zahlen Nu und f von 2 161 und 0,058 8 sowie den Konstruktionsparametern Re = 689 453, n = 6, h / di = 0,253, p / di = 0,558 8 entsprach. Bei Entscheidungen basierend auf Wärme- und Strömungswiderstandseigenschaften werden entweder die optimalen Lösungen von C nach E gesucht oder die optimale Lösung von A nach C ausgewählt.

Rezirkulator ; Kreuzschlitzröhren ; Wärmeübertragung ; Strömungseigenschaften ; Widerstandseigenschaften ; zweizielige Optimierung ; Pareto-Front ; genetischer Algorithmus