Optimizazión de intercambiadores de calor de tubo y coraza mediante la técnica de recocido simulado

Resumen

Los intercambiadores de calor de tubo y coraza (ICTC ) son el tipo más común de los intercambiadores de calor. Los mismos se aplican en numerosas instalaciones industriales. La minimización de los costos de estos intercambiadores de calor es un objetivo clave tanto para los diseñadores como para los usuarios. El diseño del intercambiador de calor implica procesos complejos, incluyendo la selección de los parámetros geométricos y parámetros de funcionamiento. El enfoque tradicional de diseño para los ICTC consiste en la evaluación de un determinado número de geometrías diferentes del intercambiador para identificar aquellas que satisfacen un requerimiento de calor y un conjunto de restricciones geométricas y operacionales. Sin embargo, este enfoque es lento, poco preciso y no garantiza una solución óptima. En el presente trabajo se desarrolla un procedimiento para el diseño de intercambiadores de calor y una optimización económica de los mismos por el método de recocido simulado. Como función objetivo se consideró la minimización del costo total anual. Para la optimización se consideraron como variables independientes de diseño el diámetro interior de la coraza, el diámetro exterior del tubo y el espaciamiento entre los deflectores. También se consideraron para la optimización dos disposiciones o arreglos de tubos: en forma de triángulo y en forma de cuadrado. Se presentan un ejemplo de la optimización de un intercambiador de calor. Los resultados de la optimización usando la técnica del recocido simulado son comparados con aquellos obtenido usando enjambre de partículas y algoritmos genéticos.