Modelagem e otimização de um sistema de água de resfriamento e validação experimental.

• Ano de defesa: 2004
• Autor(a) principal: Cortinovis, Giorgia Francine
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Cooling system optimization; Cooling towers; Modelagem fenomenológica; Otimização do sistema de resfriamento; Phenomenological modeling; Torres de resfriamento
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-25082025-135302/

O desempenho térmico de uma torre de resfriamento é de vital importância nas unidades industriais e pequenos desvios em relação às especificações de projeto podem provocar, muitas vezes, implicações graves no funcionamento e na economia de um processo. No presente trabalho, foi desenvolvido um modelo fenomenológico de transporte de massa e calor numa torre de resfriamento de água, do tipo evaporativo, em contracorrente ou correntes cruzadas. A metodologia proposta permite a caracterização ou a comprovação do desempenho de uma torre em operação, a partir de um número reduzido de ensaios (em torno de dez), medindo-se variáveis de processo de fácil monitoramento, inclusive para um sistema de instrumentação industrial. A validação do modelo desenvolvido foi realizada através da comparação dos resultados previstos e medidos numa planta piloto, obtendo-se boa concordância. Em seguida, o modelo da torre de resfriamento foi acoplado ao modelo global do sistema, com todas as interações hidráulicas e térmicas e verificado experimentalmente. Na parte final do trabalho, desenvolveu-se um modelo de otimização do sistema de resfriamento, com o objetivo de minimizar os custos operacionais envolvidos. Após a verificação do modelo, realizou-se o estudo de alguns casos de operação ótima. Observou-se que, para atender perturbações na demanda térmica de processo, os recursos operacionais mais dentre os estudados são, nessa ordem, o aumento da vazão da água de recirculação, o aumento da vazão do ar e finalmente a remoção provocada da parte da água de retorno à torre com a respectiva reposição.