Navegando por Palavras-chave "Heat exchanger"
Agora exibindo 1 - 3 de 3
Resultados por página
Opções de Ordenação
- ItemAcesso aberto (Open Access)Desenvolvimento de um sensor virtual neural para predição de incrustação em trocadores de calor(Universidade Federal de São Paulo, 2018) Godke, Larissa Mota [UNIFESP]; Parise, Barbara de França [UNIFESP]; Martins, Tiago Dias [UNIFESP]; Falleiro, Rafael M. Matricarde [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4325081860304693Trocadores de calor são equipamentos fundamentais em Indústrias químicas. Têm por função realizar a troca térmica entre dois ou mais fluidos a fim de garantir as condições necessárias ao processo. Podem servir como evaporadores, condensadores, ou apenas promotores de um resfriamento ou aquecimento de um fluido. Para garantir a eficiência térmica desses equipamentos é preciso controlar a evolução da incrustação na sua superfície, que é a deposição de materiais, ou seja, de sujeira devido a diversos fatores operacionais e de projeto. Uma forma eficiente encontrada para determinar quando é preciso realizar paradas de limpeza é o uso de Redes Neurais Artificiais (RNAs), que são técnicas computacionais de modelagem matemática que se baseiam no cérebro humano para a resolução dos problemas mais simples até os mais complexos. Sendo assim, este trabalho tem por finalidade controlar a evolução da incrustação em um trocador de calor por meio do treinamento de Redes Neurais Artificiais e testar os tipos de estratégias e estruturas que melhor desempenham a simulação para este sistema. Os dados utilizados foram obtidos de um trocador casco e tubo que serve para resfriar propano por meio de água de refrigeração, localizado em uma Indústria Petroquímica de São Paulo. As variáveis de entrada da RNA foram as temperaturas de entrada do fluido quente e do frio e a vazão de saída do fluido frio, e, a variável de saída que a rede gerou foi a vazão de saída do fluido frio. A estrutura da RNA e o método de otimização utilizados foram, respectivamente, as MLPs (Multilayer Perceptron) ou perceptron de multicamadas com uma ou duas camadas ocultas e os algoritmos back-propagation com Marquardt Levenberg e Marquardt Levenberg com regularização bayesiana. Foram utilizadas duas estratégias para a simulação. Na primeira, a temperatura anterior de entrada dos fluidos frio e quente e a vazão anterior e atual de saída do fluido frio alimentaram a rede enquanto que a saída foi a vazão posterior de saída do fluido frio. Não se obteve sucesso para essa estratégia visto que o melhor valor de coeficiente de correlação (R2 ) para a simulação foi de 0,3362. A estratégia 2 teve como entrada da rede as temperaturas e vazões atuais e como saída a vazão posterior. Nessa estratégia, 3 modelos foram testados e o que melhor representou o sistema industrial estudado foi a estrutura ‘3-30-30-1’ com função de treinamento Levenberg Marquardt e função de transferência tangente sigmoidal nas camadas intermediárias e linear na camada de saída. O R2 para esse modelo foi de 0,9435, o erro médio foi de 155,10% e a mediana foi de 13,31%. O objetivo para o estudo foi atingido visto que as simulações da rede representaram bem o comportamento dos dados experimentais, ou seja, foi provado que a RNA pode ser usada para predição da incrustação em trocadores de calor industriais
- ItemAcesso aberto (Open Access)Estudo de diferentes configurações de trocadores de calor paraa produção de enxofre e ácido sulfúrico(Universidade Federal de São Paulo, 2021-02-24) Yamamoto, Fernando Yukio [UNIFESP]; Almeida, Victor Augusto [UNIFESP]; Falleiro, Rafael Mauricio Matricarde [UNIFESP]; Hirata, Gisele Atsuko Medeiros [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/2450412413273769; http://lattes.cnpq.br/7264259801951867A transferência de calor pode ser entendida como a energia térmica em trânsito devido a uma diferença de temperaturas no espaço. De forma resumida existem três tipos: condução, convecção e radiação. Este princípio é utilizado em diversos processos químicos que necessitam controlar a temperatura dos componentes. Para promover a troca de calor, utiliza-se equipamentos denominados trocadores de calor, os quais, trocam calor entre dois fluídos. Tais equipamentos são fundamentais em diversos processos industriais e, neste trabalho, avaliou-se o trocador de calor casco e tubo em contracorrente envolvido no processo de produção de ácido sulfúrico a partir de enxofre. O controle de temperatura é fundamental para garantir a qualidade e o rendimento da operação e do produto, o qual é utilizado principalmente na fabricação de fertilizantes e de borracha. Este estudo analisou diferentes configurações do trocador de calor casco e tubo, a fim de obter aquela que melhor atende as condições adotadas no processo e apresenta dimensões cabíveis para uma indústria. Para atingir este objetivo, foi utilizado o software Aspen Plus® para a simulação do processo, por meio da variação de diferentes parâmetros de sua configuração e de seu dimensionamento, de modo a diminuir os custos e encontrar soluções para a parte logística da indústria. Analisando as diferentes configurações possíveis para atingir as condições especificadas em um estudo de caso, obteve-se um trocador de calor com a localização do fluido quente passando pelos tubos; número de tubos igual a 400 e comprimento de 10,47 m de equipamento, em que não havia problemas de operação. Dessa forma, compreender a influência que cada parâmetro do trocador de calor exerce no custo e nas dimensões do equipamento.
- ItemAcesso aberto (Open Access)Estudo dos trocadores de calor em uma planta industrial de óxido de etileno a partir de simulação computacional(Universidade Federal de São Paulo, 2023-06-30) Silva, Isabella Floriano da [UNIFESP]; Falleiro, Rafael Mauricio Matricarde [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/7264259801951867; http://lattes.cnpq.br/2647972896684499Os trocadores de calor são equipamentos indispensáveis para praticamente todos os setores industriais. São os grandes responsáveis pela troca térmica entre fluidos, na maioria das vezes sem que ocorra contato direto entre eles e são utilizados em diversos seguimentos industriais. Um desses setores é a produção do óxido de etileno, no qual esses equipamentos são de grande importância, pois auxiliam no aumento da seletividade e da conversão da reação de formação do óxido de etileno a partir do etileno. Para analisar um trocador de calor em uma planta em operação, simplesmente interromper o processo produtivo não é o caminho mais viável, muito menos aceitável, pois acarretaria em perdas de produção e resultados financeiros. Em decorrência disso, ferramentas computacionais para simular diferentes configurações desse tipo de equipamento são utilizadas para realizar análises de processo. Estudos a partir do ASPEN PLUS® - EDR (Exchanger Design and Rating) torna possível dimensionar trocadores de calor a partir das informações de vazões, temperaturas e propriedades dos fluidos do processo. Portanto, neste trabalho o objetivo foi analisar as diferentes configurações de dois trocadores de calor industriais da produção de óxido de etileno através do simulador ASPEN PLUS® - EDR, a fim de se obter o dimensionamento dos equipamentos com a melhor eficiência de troca térmica e melhor custo-benefício para esse processo químico que possui grande importância como matéria prima no setor químico mundial. Após a realização das simulações variando os quesitos de modelo TEMA (“Tubular Exchanger Manufacturers Association” - Associação de Fabricantes de Trocador Tubular), localização do fluido quente, modelo e orientação das chicanas, arranjo dos tubos, número de passes dos tubos e comprimento dos tubos, obtiveram-se dois trocadores de calor casco e tubo com integrações energéticas entre si, o primeiro do modelo BEM com uma área de 358,1 m² e uma taxa de transferência de calor de 4308,9 kW tendo o custo financeiro de US$ 127.026,00 e o segundo do modelo CFU com uma área de 2629,1 m² e taxa de transferência de calor de 2934,3 kW tendo o custo de US$ 614.137,00.