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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/70207| Type: | TCC |
| Title: | Modelagem de um trocador de placas multi-corrente |
| Authors: | Silva, Rebeca de Araújo |
| Advisor: | Cartaxo, Samuel Jorge Marques |
| Keywords: | BAHE;Trocador de calor multi-correntes;Simulação;Python;Transferência de calor |
| Issue Date: | 2022 |
| Citation: | SILVA, Rebeca de Araújo. Modelagem de um trocador de placas multi-corrente. 2022. 74 f. Monografia (Graduação em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | O Trocador Brasado de Alumínio, do inglês Brazed Aluminun Heat Exchanger (BAHE) é um equipamento com grande potencial para redução de correntes de processo, área ocupada, melhoria na eficiência energética e reestruturação de processos, mas seu uso ainda é pouco explorado. Modelos que descrevam esse equipamento são bem vindos para auxiliar na compreensão de seu funcionamento e em uma previsão mais acertada de seus efeitos. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo para simular os perfis de temperatura de um BAHE com três correntes e fluxo cruzado para diferentes condições operacionais. O modelo é validado a partir dos dados experimentais obtidos por Vaisi et al. (2022a),Vaisi et al. (2022b). Foi utilizada uma abordagem diferencial dos balanços energéticos em cada camada do trocador considerando a condensação na camada central e a variação de temperatura nas camadas superior e inferior. O fluido de troca térmica utilizado é a água. As equações diferenciais desenvolvidas foram resolvidas computacionalmente utilizando o pacote odeint disponível na biblioteca Scipy, em linguagem Python. Foram obtidos os perfis de temperatura para as camadas superior e inferior e a qualidade de vapor na saída da camada central. O modelo apresenta boa concordância com os dados experimentais. O erro absoluto médio para a qualidade de vapor na saída da camada central em relação à primeira bissetriz é de 9,4% e o R² = 0.870 entre o modelo e os dados experimentais. |
| Abstract: | The Brazed Aluminum Heat Exchanger (BAHE) is a piece of equipment with great potential to reducing number of streams in a process, floor space used in facilities, enhancement of energy efficiency and remodelling processes, but its use is still scarce in industry. Models describing this heat exchanger are welcome to help understanding its operating characteristics and provide a more accurate measure of its effects. The objective of this work is to develop, apply and validate a model which simulates the temperature profiles of a three streams cross flow BAHE for different operating conditions. The model is validated using experimental data provided by Vaisi et al. (2022a) and Vaisi et al. (2022b). A differential approach was used for energy balances between the layers considering condensation in the central layer and sensible heat transfer in the top and bottom layers. The fluid in all three streams is water. The differential equations developed were solved numerically using the Odeint package available in the Scipy Python library. The temperature profiles were obtained for the top and bottom layers as well as the vapor quality in the central layer stream outlet. The model predictions are in good agreement with experimental data. The mean absolute error for vapor quality compared to the first bisector of an experimental versus simulated data is 9.4% and R² = 0.870. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/70207 |
| Appears in Collections: | ENGENHARIA QUÍMICA - Monografias |
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