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http://hdl.handle.net/11422/25940
| Type: | Trabalho de conclusão de graduação |
| Title: | Projeto ótimo de trocadores de calor de placas soldadas assumindo propriedades variáveis com a temperatura |
| Author(s)/Inventor(s): | Barbio, Mateus Marques |
| Advisor: | Queiroz, Eduardo Mach |
| Co-advisor: | Costa, André Luiz Hemerly |
| Co-advisor: | Jorge Bagajewicz, Miguel |
| Abstract: | A troca energética entre correntes é algo comum em uma planta de processos e os trocadores de calor são os equipamentos utilizados para esta tarefa. Há diferentes tipos de trocadores com diversas configurações de escoamento e características construtivas. O trocador de calor de placas soldadas é um desses equipamentos. Ele é composto por finas placas corrugadas espaçadas entre si formando canais estreitos pelos quais os fluidos escoam de forma cruzada e trocam energia. Trata-se de um equipamento que pode ser utilizado em trabalhos com pressões de até 80 bar e temperaturas de até 500ºC. Além disso ele apresenta altas taxas de cisalhamento e coeficientes de troca térmica. O presente trabalho aborda de forma detalhada a construção de um modelo matemático para simulação deste equipamento considerando-se as propriedades dos fluidos como funções da temperatura, ou seja, por meio de uma abordagem rigorosa do problema. Além disso, o trabalho desenvolve um método de solução computacional do modelo proposto e o utiliza na confecção de um simulador escrito em Python, que é validado e testado com diferentes fluidos e condições operacionais. Em seguida, desenvolve-se problemas de projeto ótimo desse equipamento quanto a dois critérios de qualidade: a área de troca térmica e o custo total anualizado. Para isso, duas técnicas de otimização são utilizadas em conjunto para a solução desses problemas: o Proxy Set Trimming e o Smart Enumeration. Essas técnicas permitem a garantia de solução ótima sem a necessidade de simular todos os candidatos presentes no espaço amostral. Por fim, é feita uma breve análise das soluções obtidas e dos custos computacionais para solução do problema. |
| Keywords: | Trocadores de calor Simulação de processos |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA |
| Production unit: | Escola de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 17-Dec-2024 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | BARBIO, Mateus Marques. Projeto ótimo de trocadores de calor de placas soldadas assumindo propriedades variáveis com a temperatura. 20214. 102 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
| Appears in Collections: | Engenharia Química |
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