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Título: Aplicação de meta-heurísticas para otimização de redes de trocadores de calor
Título(s) alternativo(s): Applying metaheuristics to optimize heat exchangers networks
Autor(es): Oliveira, Gustavo dos Santos
Orientador: Mauri, Geraldo Regis
Coorientador: Poubel, Willian Melo
Data do documento: 22-Fev-2019
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Este trabalho propõe a aplicação de duas meta-heurísticas para otimizar uma rede de trocadores de calor. Essa rede consiste em diferentes combinações de trocadores de calor entre as correntes presentes no processo, potencializando seu efeito. Neste trabalho, foram considerados dois casos distintos para uma rede em que se permite ou não a divisão não-equivalente de corrente e mistura entre estágios. Apesar da existência de diversas meta-heurísticas, algumas consideradas clássicas não têm sido amplamente aplicadas para esse tipo de problema. Assim, neste trabalho propõe-se um algoritmo Simulated Annealing e um algoritmo GRASP para otimizar os dois casos de uma rede de trocadores de calor. Ambos os algoritmos se mostraram capazes de obter boas soluções para os dois casos em pouco tempo computacional. Para o primeiro caso, uma comparação direta com um trabalho apresentado na literatura foi realizada, e soluções similares às melhores conhecidas até então foram obtidas em um tempo computacional consideravelmente menor. Já para o segundo caso, não foi realizada comparação direta com a literatura devido à inexistência de trabalhos que tratassem a rede com as mesmas características. Entretanto, as soluções obtidas demonstraram a possibilidade de um ganho considerável quando se utiliza a divisão e mistura de correntes na rede. Os valores das melhores soluções obtidas são apresentados para futuras comparações.
This work proposes the application of two metaheuristics to optimize a heat exchangers network. The network consists of combining heat exchangers among different stream increasing the overall value. In this work, two different cases were considered for a network in which the non-equivalent division of current and mixture between stages is allowed or not. Despite the existence of several metaheuristics, some considered classical have not been widely applied for this type of problem. Thus, in this work we propose a Simulated Annealing algorithm and a GRASP algorithm to optimize the two cases of a heat exchangers network. Both algorithms were able to obtain good solutions for the two cases within small computational time. For the first case, a direct comparison with a work presented in the literature was performed, and solutions similar to the best known so far were obtained in a considerably smaller computational time. For the second case, there was no direct comparison with the literature due to the lack of works that deal with the network with the same characteristics. However, the obtained solutions demonstrated the possibility of a considerable gain when the division and mixing of currents in the network is applied. The values of the best solutions obtained are presented for further comparisons.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/11006
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