DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR DE TUBO Y CORAZA MEDIANTE EL METODO DE EFICIENCIA – NUMERO DE UNIDADES DE TRANSFERENCIA Y OPTIMIZACION DE LOS COSTOS USANDO MATLAB

Resumen

Los intercambiadores de calor pueden tener diversos usos, pero en general, son usados para recuperar calor entre dos corrientes en un proceso. Los intercambiadores del tipo de coraza y tubo constituyen la parte más importante de los equipos de transferencia de calor sin combustión en las plantas de procesos químicos. Los mismos consisten en una serie de tubos lineales colocados dentro de un tubo muy grande llamado coraza y representan la alternativa a la necesidad de una gran transferencia de calor. La investigación y el desarrollo en la transferencia de calor son de significativa importancia en muchas ramas de la tecnología, en particular de la tecnología energética. Los nuevos desarrollos de intercambiadores incluyen criterios de optimización desde el punto de vista energético, pero sin tener en cuenta las restricciones mecánicas impuestas por las normas. En el presente trabajo primeramente se realiza la modelación térmica de un intercambiador de tubo y coraza industrial, usando el método å – NTU y el enfoque Bell –Delaware para estimar el coeficiente de transferencia de calor y la caída de presión del lado de la coraza. Posteriormente el intercambiador fue optimizado maximizando la eficiencia, así como minimizando el costo total usando el software MATLAB R2009. Se comparan los resultados obtenidos por métodos exactos y por métodos heurísticos, se contabiliza el ahorro por concepto de combustible y por concepto de materiales constructivos que presupone la optimización. Se aplicó la técnica Optimización de los algoritmos genéticos para proporcionar un conjunto de Pareto de múltiples soluciones óptimas.