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Type: TESE
Title: Sintese de sistemas de recuperação de energia para trocadores do tipo casco e tubos com restrições de troca termica
Author: Santos, Luciana Cristina dos
Advisor: Zemp, Roger Josef, 1962-
Zemp, Roger J.
Abstract: Resumo: Um novo procedimento de estimativa de área e custos de capital para sistemas sob integração energética é proposto. Este método permite que restrições de troca térmica e trocadores com mais de uma passagem nos tubos sejam utilizados. O método desenvolvido resulta em um modelo não linear onde, balanços de energia, restrições de troca térmica e o fator de correção para trocadores do tipo casco e tubo 1-2 (com 1 passagem no casco e duas ou mais passagens pares nos tubos) são incluídos. As dificuldades de convergência decorrentes da adição de restrições não lineares, devido a utilização de trocadores com múltiplas passagens nos tubos, levaram ao uso de uma estratégia nova. Esta estratégia é constituída pela resolução de dois problemas não lineares. O primeiro estima a área para trocadores contracorrente constituindo a primeira aproximação para obtenção dos fatores de correção para trocadores com múltiplas passagens nos tubos, e outro onde é estimado o capital para trocadores 1-2. Os fatores de correção dos trocadores com múltiplas passagens nos tubos são calculados externamente ao modelo e entram como parâmetro conhecido. Este procedimento é repetido até que uma diferença tolerável entre as estimativas de capital seja atingida. Para completar o projeto de recuperação de energia, uma metodologia que fornece o projeto da rede de trocadores de calor considerando restrições de troca térmica é proposto. O modelo de síntese resulta na formulação de um MIP (Mixed Integer Programming), onde o problema é dividido em estágios e submetido a balanços de energia para minimizar o número de trocadores.Uma comparação dos custos de capital entre os métodos da estimativa de área e o de síntese de rede mostrou bons resultados, já que a diferença de capital entre os métodos foi inferior a 10%

Abstract: A new procedure for estimating area and capital cost targets of constrained heat exchanger networks is presented. The method allows for match constrained networks and exchangers with more than one tube passo The procedure is based on modelling the problem as a non-linear formulation where the forbidden exchanger matches are included as constraints and the temperature difference correction due to multipass exchangers is included in the modeI. The difficulty of converging to a solution due to the additional non-linear constraints imposed by the multipass exchangers required the use of a two-Ievel approach: at the inner leveI, the area targets for simple pass exchangers are obtained, and at the outer leveI the temperature difference required for multipass exchangers are computed and fed back to the inner leveI. The procedure is repeated until an appropriate tolerance between two iterations was achieved. A procedure for the authomatic synthesis of contrained heat exchanger network was developed, using a mixed integer programming approach and minimising the overall number of heat exchangers. A comparison between the estimated exchanger areas and costs estimated by the new procedure and the area and costs obtained from the final heat exchanger design shows a very good agreement
Subject: Modelos matemáticos
Otimização matemática
Permutadores térmicos
Energia
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2000
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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