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Type: TESE
Title: Sintese de redes de trocadores de calor atraves de tecnicas de decomposição
Author: Novazzi, Luis Fernando
Advisor: Zemp, Roger Josef, 1962-
Abstract: Resumo: A Tecnologia Pinch é uma ferramenta bastante utilizada na integração de processos químicos. Ela se baseia na determinação, somente em função de algumas propriedades físicas das correntes de um processo, de metas de consumo de energia, de área e de custos de uma rede de trocadores de calor. Também determina regras para a síntese de redes cujos custos, área e consumo energético se aproximam muito daqueles estipulados pelas metas. Entretanto, a aplicação irrestrita da Tecnologia Pinch, integrando todas as correntes de um processo num único conjunto, pode levar a redes de trocadores demasiadamente complexas. Foi sugeri da nesse trabalho uma metodologia de decomposição das correntes em que as mesmas são integradas em subgrupos independentes entre si, a fim de se obter redes de trocadores mais simples. Através do Simulated Annealing, um método de otimização aleatório e aplicável a funções discretas, buscaram-se as diferentes configurações de correntes nos subgrupos que levavam a um mínimo ou nas metas de custo, ou área ou consumo energético. Na síntese de uma rede de trocadores, é importante levar em conta aspectos operacionais tais como layout, questões de segurança, controlabilidade, etc. Esses aspectos foram incluídos na metodologia proposta através do conceito de matriz de restrições. Para exemplificar a técnica de decomposição em subgrupos, foram sintetizadas algumas redes de trocadores de calor, cujos custos totais desviaram-se em menos do que 2% em relação às metas estipuladas

Abstract: Pinch Technology is a very useful tool for integration in chemical processes. By only taking some of process streams physical properties into account, it sets energy targets, area targets and cost targets for a heat exchanger network. It also determines rules for the design of a heat exchanger network whose costs, area and energy consumption remain quite c1ose to the targets set. However, blind obedience to Pinch Technology rules, integrating all streams in just one group, can lead to very complex heat exchanger networks. It was suggested in this work a decomposition technique where the streams were integrated in independent subgroups, aiming for simpler networks. Through Simulated Annealing, a randomic optimization method applicable to discrete functions, different configurations of streams in the subgroups, which led to a minimum in energy targets, or in area targets or in cost targets, were sought. In heat exchanger network synthesis, it is important to consider aspects of plant operability, such as layout, security, controllability, etc. These aspects were inc1uded in the proposed methodology through the concept of a constraint matrix. To give some examples of the decomposition technique, some heat exchanger networks were synthesized, whose costs presented less than 2% of deviation in relation to the targets set
Subject: Permutadores térmicos
Otimização matemática
Modelos matemáticos
Energia
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2001
Appears in Collections:FEQ - Tese e Dissertação

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