Modelagem, simulação e otimização termo-hidráulica de redes de trocadores de calor
| Ano de defesa: | 2010 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química BR UERJ Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12058 |
Resumo: | Os trocadores de calor são equipamentos largamente utilizados em diversos processos, com a função de alterar a temperatura e/ou estado físico de correntes materiais. A maioria dos estudos envolvendo a simulação de redes de trocadores de calor aborda a modelagem da rede pelos cálculos de balanços de massa e de energia, sem levar em conta questões fluidodinâmicas, o que pode implicar em erros de previsão nesses cálculos, se houver alguma restrição hidráulica no sistema. Assim, visando à realização de um cálculo mais rigoroso da rede, propõe-se a modelagem da rede de trocadores envolvendo também os aspectos hidráulicos. Essa modelagem é formulada matricialmente com a geração de dois sistemas de equações, um não-linear e outro linear. Adicionalmente, é desenvolvida uma rotina de estimação de parâmetros para a espessura da camada de depósito nos trocadores a partir de dados medidos pela instrumentação ao longo do tempo. A seguir, é apresentado o desenvolvimento de uma ferramenta de otimização termo-hidráulica de manipulação de abertura das válvulas de controle para a busca do melhor resultado de temperatura ao final da rede, visando uma redução no consumo de energia, abordagem esta com aplicação direta no processo de destilação do petróleo. O resultado da simulação termo-hidráulica de uma rede de água de resfriamento foi fundamental para a análise do comportamento da rede antes do início da operação e também quando fosse necessária a ampliação de uma rede existente. Além disso, o ajuste hidráulico da espessura de depósito permitiu a avaliação de quanto a queda de pressão em um determinado trocador ou ramal pode ter sido alterada ao longo do tempo pelo efeito da deposição. Por fim, o resultado da otimização das válvulas para uma bateria de pré-aquecimento mostrou-se eficaz para a maximização da eficiência térmica da rede. Esse procedimento pode ser importante para o conhecimento de outras condições operacionais satisfatórias para o processo |