Aplicación de la tecnología pinch mediante un programa informático para el diseño de una red de intercambiadores de calor

Autores/as
Palabras clave:
Redes de vapor, Simulink, Matlab, Balance energético, Simulación
Resumen

La tecnología Pinch es una metodología utilizada en la optimización y dimensionamiento de redes de intercambiadores de calor, inicialmente desarrollada por Hohnmann y Linnhoff durante la crisis del petróleo a mediados de los años 70 y 80. La tecnología Pinch tiene como objetivo obtener una mejor disposición de los equipos, posibilitando un proceso con mayor eficiencia energética y consumo reducido. En este trabajo se desarrolló un algoritmo computacional utilizando la herramienta Matlab y su extensión para simulación de procesos, Simulink, para aplicar los principios de la tecnología Pinch en la resolución computacional de una situación problema que involucra una red de intercambiadores de calor. Inicialmente se seleccionó una situación problema que involucraba la tecnología Pinch, la cual fue resuelta de manera tradicional. A partir de esto, se desarrolló el algoritmo computacional en Matlab, basado en los principios de la tecnología Pinch y haciendo uso de datos pertenecientes al problema seleccionado para estudio; realizar una comparación de los datos originales y los encontrados por el algoritmo para validar el programa desarrollado. Luego de la validación del algoritmo, se utilizó Simulink para desarrollar un programa en lenguaje de bloques, con el fin de brindar una mejor visualización gráfica de los resultados obtenidos, comparándolos nuevamente con los resultados de la resolución tradicional. Los resultados obtenidos por los algoritmos en Matlab/Simulink fueron los mismos obtenidos por la resolución tradicional, validando así los programas desarrollados en esta investigación, pudiendo ayudar así a futuros trabajos que apunten a profundizar en la aplicación computacional de la tecnología Pinch.

Biografía del autor/a
  1. Yago Fraga Ferreira Brandão, Universidade Federal de Pernambuco

    Possui graduação (Laureado) em Engenharia Química pela Universidade Católica de Pernambuco (2018). Mestre em Desenvolvimento de Processos Ambientais na Universidade Católica de Pernambuco (2021). (Texto informado pelo autor)

  2. João Henrique Lewi Accioly Correia , Universidade Católica de Pernambuco

    No public information available.

  3. José Antônio Marques, Universidade Católica de Pernambuco

    Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Ceará(1974), especialização em ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO pela UNIVERSIDADE PETROBRAS RJ(1975), especialização em Automação Industrial e Controle de Processo pela Universidade Federal de Sergipe(2000), especialização em Gestão Empresarial pela Universidade Federal de Sergipe(2000) e mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro(2006). Atualmente é Professor Assistente da Universidade Católica de Pernambuco e Colaborador do Centro de Gestão de Tecnologia e Inovação. Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Tecnologia Química. Atuando principalmente nos seguintes temas:RECONCILIAÇÃO DE DADOS. (Texto gerado automaticamente pela aplicação CVLattes)

Referencias

Arrotéia, D. R. (2019). Aplicação da metodologia Pinch em uma planta de tratamento de gordura. Centro Universitário FEI. https://repositorio.fei.edu.br/bitstream/FEI/3039/1/fulltext.pdf

Deveque, R. (2019). Aplicação da metodologia Pinch de integração energética em um processo de síntese da amônia. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidade Tecnológica Federal do Paraná. http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12502

Guimarães, E. E. X. F. (2019). Otimização energética não paramétrica de uma planta de biodiesel via tecnologia Pinch. Universidade Federal do Maranhão (UFMA). https://rosario.ufma.br/jspui/handle/123456789/4330

Hohmann, E. C. J. (1971). Optimun network for heat exchange. PhD Dissertation – University of Sounthern California, Los Angeles, CA https://www.proquest.com/openview/9df67d6f157aba5c0e6f68106665f34b/1?pq-origsite=gscholar&cbl=18750&diss=y

Jalalvand, A. R., Roushani, M., Goicoechea, H. C., Rutledge, D. N., & Gu, H. W. (2019). MATLAB in electrochemistry: A review. Talanta, 194, 205-225. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2018.10.041

Linnhoff, B. (1983). User guide on process integration for the efficient use of energy. AIChE J., v. 28. https://ci.nii.ac.jp/naid/10003395547/

Marques, J. A. (2018). Integração de Processo Utilizando a Tecnologia PINCH. Universidade Católica de Pernambuco. https://drive.google.com/file/d/1H4L2JXhvbZ_vxrak8CVgWb1JHrc3yAKC/view

Módenes, A. N. (1995). Síntese de redes de trocadores de calor flexíveis. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual de Maringá. http://repositorio.uem.br:8080/jspui/bitstream/1/3828/1/000079904.pdf

Olsen, D., Abdelouadoud, Y., Liem, P., & Wellig, B. (2017). The role of Pinch analysis for industrial ORC integration. Energy Procedia, 129, 74-81. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.09.193

Palú, F. (1995). Otimização da distribuição de área em redes de trocadores de calor. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual de Maringá. http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/3792

Roque, M. C. (2000). Desenvolvimento de software para a sintese de rede de trocadores de calor considerando projeto detalhado e a flexibilidade do sistema. Universidade Estadual de Campinas. https://1library.org/document/zw0kp8vy-desenvolvimento-software-trocadores-considerando-projeto-detalhado-flexibilidade-sistema.html

Tomita, T., Ishii, D., Murakami, T., Takeuchi, S., & Aoki, T. (2019). A scalable Monte-Carlo test-case generation tool for large and complex simulink models. In: 2019 IEEE/ACM 11th International Workshop on Modelling in Software Engineering (MiSE). IEEE, p. 39-46. https://ieeexplore.ieee.org/document/8876967

Cover Image
Publicado
2022-07-22
Sección
INGENIERÍA DE OPERACIONES Y PROCESOS DE PRODUCCIÓN
Licencia

Derechos de autor 2022 Brazilian Journal of Production Engineering

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.

Todas las obras publicadas en la Revista Brasileña de Ingeniería de Producción (BJPE) están bajo la licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional (CC BY 4.0). Esto significa que: Cualquier persona puede copiar, distribuir, exhibir, adaptar, remezclar e incluso utilizar comercialmente el contenido publicado en la revista; Siempre que se reconozca debidamente a los autores y a BJPE como fuente original; No se requiere permiso adicional para la reutilización, siempre que se respeten los términos de la licencia. Esta política cumple con los principios de acceso abierto, promoviendo la amplia difusión del conocimiento científico. 🔗 Haga clic aquí para acceder a la licencia completa.

Cómo citar

Brandão, Y. F. F., Correia , J. H. L. A., & Marques, J. A. (2022). Aplicación de la tecnología pinch mediante un programa informático para el diseño de una red de intercambiadores de calor. Brazilian Journal of Production Engineering, 8(4), 64-77. https://doi.org/10.47456/bjpe.v8i4.38062