Simulação termo-hidráulica de sistemas de água de resfriamento sujeitos à deposição
| Ano de defesa: | 2015 |
|---|---|
| Autor(a) principal: |
Souza, Aline Rayboltt da Cruz
 |
| Orientador(a): |
Costa, André Luiz Hemerly
|
| Banca de defesa: |
Sanches, Heloisa Lajas
,
Lima, Eduardo Rocha de Almeida
,
Alberton, André Luis
|
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
|
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
|
| Departamento: |
Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
|
| País: |
BR
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| Palavras-chave em Português: | |
| Palavras-chave em Inglês: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12040 |
Resumo: | Cooling water systems are composed of a set of coolers connected through a pipe network to a cooling tower coupled to a pump. These systems are responsible to remove heat from the process streams, transferring it to the environment. During the operation time, the coolers are subjected to the accumulation of deposits over the thermal surface, causing loss of thermal effectiveness and reduction of available transversal flow area. In the current work, a pseudo-stationary simulation was developed of the thermo-hydraulic model of cooling water systems. This modelling is composed of a system of differential algebraic equations, containing the differential thermal and hydraulic model of the heat exchangers, the hydraulic and thermal equations of the pipe network, the cooling tower equations and the differential model of the growth rate of the fouling resistance for the cooling water. The finality of this simulation is to predict the behavior of the main thermal and hydraulic variables of the system affected by fouling during the operational time. The simulation was applied to two examples of cooling water distribution systems, one composed of a single cooler and another system containing a network of coolers. Among the main results, it was verified the nonuniformity of the fouling resistance distribution along the heat transfer surface of the coolersand the importance of the simultaneous analysis of the interaction among the different elements of the network. The computational tool developed can be a useful resource for the analysis of the operation of cooling water systems |
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During the operation time, the coolers are subjected to the accumulation of deposits over the thermal surface, causing loss of thermal effectiveness and reduction of available transversal flow area. In the current work, a pseudo-stationary simulation was developed of the thermo-hydraulic model of cooling water systems. This modelling is composed of a system of differential algebraic equations, containing the differential thermal and hydraulic model of the heat exchangers, the hydraulic and thermal equations of the pipe network, the cooling tower equations and the differential model of the growth rate of the fouling resistance for the cooling water. The finality of this simulation is to predict the behavior of the main thermal and hydraulic variables of the system affected by fouling during the operational time. The simulation was applied to two examples of cooling water distribution systems, one composed of a single cooler and another system containing a network of coolers. Among the main results, it was verified the nonuniformity of the fouling resistance distribution along the heat transfer surface of the coolersand the importance of the simultaneous analysis of the interaction among the different elements of the network. The computational tool developed can be a useful resource for the analysis of the operation of cooling water systemsSistemas de água de resfriamento são formados por um conjunto de resfriadores conectados através de uma rede de tubulações a uma torre de resfriamento acoplada a uma bomba. Estes sistemas são responsáveis por remover calor das correntes de processo, transferindo-o para o ambiente. Ao longo do tempo de operação, os resfriadores estão sujeitos ao acúmulo de depósitos na superfície de transferência de calor, causando perda na efetividade térmica e redução na área transversal disponível para o escoamento. No presente trabalho, foi desenvolvida uma simulação pseudo-estacionária do modelo termo-hidráulico de sistemas de água de resfriamento. Esta modelagem é composta por um sistema de equações algébrico-diferenciais, contemplando o modelo diferencial hidráulico e térmico dos trocadores de calor, as equações hidráulicas e térmicas da rede de tubulações, as equações da torre de resfriamento e o modelo diferencial da taxa de crescimento da resistência térmica de depósito para a água de resfriamento. A finalidade desta simulação é prever o comportamento das principais variáveis térmicas e hidráulicas do sistema afetado pela deposição ao longo do tempo de operação. A simulação foi aplicada em dois exemplos de sistemas de distribuição de água de resfriamento, um contendo apenas um resfriador e outro contemplando uma rede de resfriadores. Entre os principais resultados, verificou-se a não uniformidade na distribuição da resistência térmica de depósito ao longo da área de troca térmica nos resfriadores e a importância da análise simultânea da interação entre os diferentes elementos da rede. A ferramenta computacional desenvolvida pode ser um recurso útil para a análise da operação de sistemas de água de resfriamentoSubmitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:37Z No. of bitstreams: 1 Aline Rayboltt da Cruz Souza.pdf: 2213265 bytes, checksum: be9d302a223850f7ac1c36c071196347 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:37Z (GMT). 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