Design and Optimization of Shell and tube heat exchangers, state of the art

Ano: 2016 | Volume: 2 | Número: 6

Autores: Maida Bárbara Reyes Rodríguez, Jorge Laureano Moya Rodríguez

Palavras-chave: shell and tube heat exchangers, optimization, mechanical design, entransy

Resumo Inglês:

Optimizing  heat  transfer  processes  is  of  great  importance  for  energy  saving  and  pollution  reduction.  Within  transfer  equipment commonly  used  in  the  industry  are  the  shell  and  tube  heat  exchangers.  In  the  scientific  literature,  many  papers  deal  with  the optimization of these devices. Most of this works  focuses  in the optimization to a single target, usually  increasing the  heat transfer coefficient, or diminishing the pump power, although  in  most cases  is to minimize the cost of the exchanger. A recently developed method for optimization of the processes of  heat transfer  is to minimize the entransy dissipation. In this paper, recent works in this field are discussed, as well as those dealing about the entropy generation in these devices. Scientific publications on the optimization of shell and tube heat exchangers are discussed from the early 90s until today. The use of evolutionary algorithms in optimizing these devices, as well as current trends in the design and optimization of shell and tube heat exchangers was also evaluated.

Resumo Espanhol:

La optimización de los procesos de transferencia de calor reviste una gran importancia para el ahorro de energía y la reducción de la contaminación. Dentro de los equipos de transferencia de calor más usados en la industria están los intercambiadores de calorde tubo y  coraza.  En  la  literatura  científica  aparecen  numerosos  trabajos  donde  se  evalúa  la  optimización  de  estos  equipos.  La  mayoría  de estos trabajos enfoca  la optimización  hacia un  solo objetivo, por lo general el aumento del coeficiente de transferencia de calor,  la disminución  de  la  potencia  de  bombeo,  aunque  en  la  mayoría  de  los  casos  se  busca  minimizar  el  costo del  intercambiador.  Un método recientemente desarrollado para la optimización de los procesos de transferencia de calor es la minimización de la disipación de  entransía.  En  este  artículo  se  comentan  los  últimos  trabajos  realizados  en  esta  temática,  así  como  los  realizados  acerca  de  la generación  de  entropía  en  estos  equipos.  Se  comentan  las  publicaciones  científicas  sobre  la  optimización  de  intercambiadores de calor de tubo y coraza desde la década de los 90s hasta los días actuales. Se evalúa además el usode los algoritmos evolutivos en la optimización de  estos equipos, así  como  las tendencias actuales en el  diseño  y  la optimización de  los intercambiadores de calor de tubo y coraza.