Modelagem de sistema de distribuição de água de resfriamento

• Autor(a) principal: Costa, Fillipe Rodrigues [UNIFESP]
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFESP
• Texto Completo: https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/60864
• topic: Tubulações industriais; Perda de carga; Bombeamento

Ao se dimensionar bombas para um sistema de distribuição de água de resfriamento em trocadores de calor em série, podem ocorrer problemas como “curto-circuítos” na tubulação: a perda de carga acumulada em alguns pontos do sistema é muito alta, o que previne que o fluido escoe naquela tubulação, desviando-o para um trecho da tubulação com menor perda de carga. Esse fenômeno pode gerar custos extras de operação, pois, se espera que o escoamento ocorra de acordo com os balanços de massa realizados durante o projeto. Dado que esse balanço pode não se realizar caso ocorra um curto-circuíto, o escoamento não será dividido igualmente, e poderá prejudicar os processos industriais. Este projeto tem como objetivo propor soluções para esse problema, por meio da adição de bombas ou válvulas em pontos específicos do escoamento. O sistema consiste de uma torre de resfriamento, uma bomba principal, e dois trocadores de calor em paralelo, com água a 25 ºC escoando em tubulações de aço-carbono. Os cálculos foram realizados iterativamente, até que a variação entre os resultados das iterações se tornasse menor que um determinado fator de erro. Foram criados diversos algoritmos que calculam os passos necessários para se obter os resultados, e foram utilizadas macros do Visual Basic for Applications do Excel para executar os algoritmos citados. Apesar das simplificações feitas, o esforço computacional ainda é muito grande, fazendo com que cada simulação demorasse por volta de 20 minutos para ser executada. Por fim, conclui-se que, para trocadores de calor idênticos, mas distantes um do outro, a melhor solução seria a adição de uma válvula de controle na tubulação com menor perda de carga. Já para trocadores de calores com perdas de carga muito discrepantes, a melhor solução é adição de uma bomba auxiliar na tubulação com maior perda de carga.