Otimização de trocadores de calor tipo casco-e-tubo usando algoritmos genéticos

Abstract

Trocadores de calor tipo casco-e-tubo projetados pelo método convencional podem apresentar elevados custos operacionais. Com o objetivo de projetar trocadores de calor com custos menores, o presente trabalho realiza a otimização de trocadores de calor empregando Algoritmos Genéticos, possibilitando a determinação da melhor combinação de dimensões do equipamento, utilizando a modelagem matemática do método Kern, sendo que o projeto deve atender à demanda de transferência de calor e redução de custos. A metodologia de otimização empregada no presente estudo apresentou custos totais com redução de até 46% em relação ao método convencional, garantindo grandes economias no emprego deste tipo de trocador de calor.

Shell-and-Tube heat exchangers designed by the conventional method might have high operating costs. With the objective of designing heat exchangers with lower costs, the present work optimizes heat exchangers using Genetic Algorithms, enabling the determination of the best combination of equipment dimensions, using the mathematical modeling of the Kern method and the project has to attend the demands of heat transfer and cost reduction. The optimization methodology employed in the present study presented total costs with reduction of up to 46% in relation to the conventional method, guaranteeing great savings in the use of this type of heat exchanger.