Dinámica De Intercambiadores De Tubos Y Carcasa
Páginas: 10 (2455 palabras)
Publicado: 15 de febrero de 2013
Daniel J. Correa Jacinto L. Marchetti Insti tuto de Desarrollo 'l'ecnologico para la Industria Quimica (IITEe). Universidad ~acional del Litoral (URL) y Consejo lacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas (CONICET). Casilla de Correo 10. 91 '000 - Santa
Fe ARGEITIIA
Mediante un modelo dinamico multicelda se describe la operacion transiente de un intercambiador de calor de carcasa ytubos con placas deflectoras. La tecnica propuesta de modelado puede utilizarse en una computadora digital para la simulacion dinamica de la mayoria de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos. El modelo incluye condiciones de entrada variantes en el tiempo, para ambas corrientes. De esta manera, pueden simu~arse distintos tipos de puesta en marcha, y con el sistema en regimen, puedenintroducirse perturbaciones tanto en las temperaturas de entrada como en los flujos masicos. Este rasgo particular hace que el modelo sea muy util no solo a los propositos del diseno sino tambien para el analisis del transiente y el diseno del sistema de control.
The transient operation of a shell-and-tube heat exchanger with baffles is described by a mul ticell dynamic model where every cellrepresents a specific part of the exchanger unit. The proposed modelling technique can be used in a digital computer for the dynamic simulation of almost any type of shell-and-tube heat exchanger. The model includes time dependent inlet conditions streams. Hence, a number of start-up cases can be simulated for both and, once
the system reaches
!
stationary operating point, a disturbance can beintroduced in the inlet temperatures or the flow rates. This particular feature makes the model very useful not only for design purposes but also for transient analysis and control system design.
El coapqrtamiento transiente de un intercambiador carcaaa y tubos es de impqrtancia en muchas aplicaciones Bata operacion depende, entre otros, del nu.ero de pasos dos, tanto en el lado de lostubos como en el lado de la 1. dispqsicion de las conezionss de entrada yde salida.
de calor de industriales. de los fluicarcasa, y de
El modelado de intereambiadores de calor requirio la atencion, en sectores industrialea y academicos, durante loa anos '50 y '60 principalaente. Ultimamente, COIIO consecuencia del desarrollo de nuevas tecnicaa de sinteaia de proceso, se ha renovado el interes enel tema debido a loa nuevoa sistemas de recuperacion calorica. En la literatura ae encuentran dos tendencias principales relacio nadaa al modelado de los equipqs de tranaferencia de calor, i) modelos diatribuidoa en loa cuales el sistema se describe mediante ecuaciones diferencialee parciales y, ii) modeloa de parametros concentrados donde la variable distribuida se discretiza obteniendose unsistema de ecuaciones diferenciales ordinarias, describiendo cad a una de ellas el coapqrtamiento de una fraccion arbi traria del equipo. El primer tipo de aodelo da buenos resultados en intercambiadores de tubos concentricoa, Refa. [1] y [2], pero se toman muy complejos cuando se requiere una aolucion para equipqs industriales, Refs. [:5] y [4]. La segunda estrategia de modelado reduce el esfuerzocomputacional introduciendo aiaplificaciones matematicas, y si las supqsicionee realizadas describen adecuadamente el sistema fisico real, el modelo brinda resultados aceptablea para la mayoria de los propOsitos practicoe.
Gaddis y BchlUnder, [5], demostraron que un metodo efectivo para aodelar un intercambiador de calor de careasa y tubos es dividirlo en varioa elementoa 0 "celdas". El nGmerode estas partes Be determina mediante el niimero de placas deflectorasen la carcasa y el numero de pasos pqr los tubos. En Figura 1 se muestra un intercambiador 1-2 y el diagrama correspqndiente al modelo multicelda. Las celdas deben estar intereonectadaa de acuerdo a la estructura real del equipo y a la dispqsicion de las conexi ones de entrada y salida. Cada una de las celdas del modelo son...
Fe ARGEITIIA
Mediante un modelo dinamico multicelda se describe la operacion transiente de un intercambiador de calor de carcasa ytubos con placas deflectoras. La tecnica propuesta de modelado puede utilizarse en una computadora digital para la simulacion dinamica de la mayoria de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos. El modelo incluye condiciones de entrada variantes en el tiempo, para ambas corrientes. De esta manera, pueden simu~arse distintos tipos de puesta en marcha, y con el sistema en regimen, puedenintroducirse perturbaciones tanto en las temperaturas de entrada como en los flujos masicos. Este rasgo particular hace que el modelo sea muy util no solo a los propositos del diseno sino tambien para el analisis del transiente y el diseno del sistema de control.
The transient operation of a shell-and-tube heat exchanger with baffles is described by a mul ticell dynamic model where every cellrepresents a specific part of the exchanger unit. The proposed modelling technique can be used in a digital computer for the dynamic simulation of almost any type of shell-and-tube heat exchanger. The model includes time dependent inlet conditions streams. Hence, a number of start-up cases can be simulated for both and, once
the system reaches
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stationary operating point, a disturbance can beintroduced in the inlet temperatures or the flow rates. This particular feature makes the model very useful not only for design purposes but also for transient analysis and control system design.
El coapqrtamiento transiente de un intercambiador carcaaa y tubos es de impqrtancia en muchas aplicaciones Bata operacion depende, entre otros, del nu.ero de pasos dos, tanto en el lado de lostubos como en el lado de la 1. dispqsicion de las conezionss de entrada yde salida.
de calor de industriales. de los fluicarcasa, y de
El modelado de intereambiadores de calor requirio la atencion, en sectores industrialea y academicos, durante loa anos '50 y '60 principalaente. Ultimamente, COIIO consecuencia del desarrollo de nuevas tecnicaa de sinteaia de proceso, se ha renovado el interes enel tema debido a loa nuevoa sistemas de recuperacion calorica. En la literatura ae encuentran dos tendencias principales relacio nadaa al modelado de los equipqs de tranaferencia de calor, i) modelos diatribuidoa en loa cuales el sistema se describe mediante ecuaciones diferencialee parciales y, ii) modeloa de parametros concentrados donde la variable distribuida se discretiza obteniendose unsistema de ecuaciones diferenciales ordinarias, describiendo cad a una de ellas el coapqrtamiento de una fraccion arbi traria del equipo. El primer tipo de aodelo da buenos resultados en intercambiadores de tubos concentricoa, Refa. [1] y [2], pero se toman muy complejos cuando se requiere una aolucion para equipqs industriales, Refs. [:5] y [4]. La segunda estrategia de modelado reduce el esfuerzocomputacional introduciendo aiaplificaciones matematicas, y si las supqsicionee realizadas describen adecuadamente el sistema fisico real, el modelo brinda resultados aceptablea para la mayoria de los propOsitos practicoe.
Gaddis y BchlUnder, [5], demostraron que un metodo efectivo para aodelar un intercambiador de calor de careasa y tubos es dividirlo en varioa elementoa 0 "celdas". El nGmerode estas partes Be determina mediante el niimero de placas deflectorasen la carcasa y el numero de pasos pqr los tubos. En Figura 1 se muestra un intercambiador 1-2 y el diagrama correspqndiente al modelo multicelda. Las celdas deben estar intereonectadaa de acuerdo a la estructura real del equipo y a la dispqsicion de las conexi ones de entrada y salida. Cada una de las celdas del modelo son...
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