Otimização da Vazão de Fluido Refrigerante e Área de Troca Térmica de um Trocador de Calor Contra-Corrente
O trocador de calor consiste em um
equipamento de ampla aplicação industrial que
objetiva alcançar temperaturas desejadas para
correntes de processo. Este representa uma
grande parcela da energia gasta nas indústrias,
e por isso, mostra-se fundamental seu estudo
para otimização de custos. O estudo consiste na
determinação da temperatura de saída do fluido
refrigerante e área de troca térmica ótima para
um trocador de calor simples do tipo casco e
tubo, com 1 passo em cada uma das regiões (1-
1), em modo de operação contracorrente com um
tempo de operação anual de 8640 horas, para
o arrefecimento de uma corrente de processo
quente. A partir da modelagem matemática
do fenômeno obteve-se a função objetivo do
sistema, relacionada ao critério de desempenho
do equipamento, e a mesma foi minimizada
através do método da Golden Section. Todo
o processo de otimização foi desenvolvido no
software MatLab®. Desta forma, com base nos
resultados obtidos foi realizada a análise do
comportamento da função objetivo em função
da temperatura de saída e da vazão de fluido
refrigerante e finalmente foram alcançados os
valores ótimos para o processo proposto.
Otimização da Vazão de Fluido Refrigerante e Área de Troca Térmica de um Trocador de Calor Contra-Corrente
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DOI: 10.22533/at.ed.72819250116
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Palavras-chave: Trocador de calor, Otimização, Golden Section.
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Keywords: Heat exchanger, Optimization, Golden Section.
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Abstract:
The heat exchanger consists of
an equipment of wide industrial application
that aims to achieve desired temperatures for
process currents. This represents a large part of
the energy spent in the industries, and therefore,
it is fundamental its study for cost optimization.
The study consists in the determination of the
refrigerant exit temperature and optimum thermal
exchange area for a simple heat exchanger of
the hull and tube type, with 1 step in each one
of the regions (1-1), in countercurrent operation
mode with an annual operating time of 8640
hours, for a hot process stream cooling. From
the phenomenon mathematical modeling, the
system objective function was obtained, related
to the performance criterion of the equipment,
and it was minimized through the Golden Section
method. The entire optimization process was
developed in MatLab® software. Thus, based on
the obtained results, the objective function behavior was analyzed as a function of the
outlet temperature and the refrigerant flow rate, and finally, the optimum values were
reached for the proposed process.
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Número de páginas: 15
- Camila Barata Cavalcanti
- Josiele Souza Batista Santos
- Mário Gomes da Silva Júnior
