Ecological function according to entransy dissipation applied to the optimization of shell and tube heat exchangers

Ano: 2015 | Volume: 1 | Número: 4

Autores: Dr. C. Maida Bárbara Reyes Rodríguez, Dr. C. Jorge Laureano Moya Rodríguez, Dr. C. Oscar Miguel Cruz Fonticiella, Dr. Jandecy Cabral Leite

Palavras-chave: optimization, heat exchangers, ecological function, entransy, genetic algorithms

Resumo Inglês:

The  heat exchangers of tube and shell are of the  most  important equipment  in the  industry. Its thermodynamic design  is  based on the  global  coefficient  of  heat  transference  and  the  total  pressure  drop.  In  2007  a  new  thermodynamic  property  settled  down denominated  “Entransy”,  which  expresses  the  capacity  of  a  body  to  transfer  heat.  The  loss  of  that  capacity  is  denominated “Dissipation of Entransy” . In order to evaluate the ecological impact of the thermal machines, Angle-Brown created  in 1991 the call  ecological  function.  In  the  present  work  the  dissipation  of  entransy  with  the  ecological  function  was  combined  and  a  new expression  was  created  to  evaluate  the  environmental  impact  of  the  heat  exchangers.  In  addition  the  muti-objective  optimization was  realized  to these  equipment.    The  ecological  function  and  the  cost  were  used  like  functions  objective.  In  order  to  realize  the optimization the method of the Genetic Algorithms was used.

Resumo Espanhol:

Los  intercambiadores  de  calor  de  tubo  y  coraza  son  de  los  equipos  más  importantes  en  la  industria.  Su  diseño  termodinámico  se basa  en  el  coeficiente  global  de  transferencia  de  calor  y  la  caída  de  presión  total.  En  2007  se  estableció  una  nueva  propiedad termodinámica denominada “Entransía”, que expresa la capacidad de un cuerpo de transferir calor. A la pérdida de esa capacidad se le denomina “Disipación de Entransía”. Para evaluar el impacto ecológico de las máquinas térmicas, Angulo-Brown creó en 1991 la llamada  función  ecológica.  En  el  presente  trabajo  se  combinó  la  disipación  de  entransía  con  la  función  ecológica  y  se  creó  una nueva  expresión  para  evaluar  el  impacto  ambiental  de  los  intercambiadores  de  calor.  Se  realizó  además  la  optimización  muti-objetivo de estos equipos.  Fueron utilizadas como funciones objetivo la función ecológica y el costo. Para realizar la optimización se utilizó el método de los Algoritmos Genéticos.