[pt] Incrustações em trocadores de calor são inevitáveis e provocam a redução da sua efetividade térmica e aumento nos custos de bombeamento. Esta dissertação objetiva validar um dispositivo alternativo de limpeza de trocadores de calor, que automatiza o processo e não requer a interrupção do processo industrial que faz uso de trocadores. A motivação da pesquisa resultou do desafio imposto ao Programa de Metrologia da PUC-Rio para conceber uma solução inovadora para realizar a limpeza on-line de trocadores de calor de hidrogeradores, viabilizada com financiamento do setor elétrico e que motivou esta dissertação. A metodologia de desenvolvimento da pesquisa de mestrado perseguiu duas estratégias de otimização: (i) aprimorar a hidrodinâmica dos circuitos hidráulicos do dispositivo de limpeza concebido, visando reduzir custos de bombeamento e (ii) simular o número de ciclos mínimos de limpeza para assegurar que todos os tubos do trocador de calor sejam visitados por artefatos de limpeza. Dentre os resultados consolidados, destacam-se: (i) melhoria dos fluxos hidrodinâmicos nos distintos tramos hidráulicos do dispositivo servo-hidráulico de limpeza; (ii) confiabilidade metrológica do sistema de medição embarcada no equipamento e (iii) desenvolvimento de modelagem probabilística capaz de prever o número de ciclos de limpeza capaz de assegurar eficácia do procedimento de limpeza do trocador, o que contribui para o seu entendimento. Os ensaios de desempenho realizados em laboratório suportam a conclusão de que a pesquisa de mestrado foi capaz de validar e disponibilizar uma versão hidrodinamicamente mais eficiente e operacionalmente mais eficaz do dispositivo de limpeza originalmente concebido. / [en] Fouling in heat exchangers is inevitable and causes a reduction in their thermal effectiveness and an increase in pumping costs. This dissertation aims to validate an alternative heat exchanger cleaning device, which automates the process and does not require the interruption of the industrial process that uses exchangers. The motivation for the research resulted from the challenge imposed on the Metrology Program at PUC-Rio to devise an innovative solution to perform the online cleaning of hydrogenerator heat exchangers, made possible with financing from the electricity sector and which motivated this dissertation. The master s research development methodology pursued two optimization strategies: (i) improving the hydrodynamics of the hydraulic circuits of the designed cleaning device, aiming to reduce pumping costs and (ii) simulating the number of minimum cleaning cycles to ensure that all the tubes of the heat exchanger are visited by cleaning artefacts. Among the consolidated results, the following stand out: (i) improvement of hydrodynamic flows in the different hydraulic sections of the servo-hydraulic cleaning device; (ii) metrological reliability of the measurement system embarked in the equipment and (iii) development of probabilistic modeling capable of predicting the number of cleaning cycles capable of ensuring the efficiency of the exchanger cleaning procedure, which contributes to its understanding. The performance tests performed in the laboratory support the conclusion that the master s research was able to validate and make available a hydrodynamically more efficient and operationally more effective version of the cleaning device originally designed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:51537 |
| Date | 23 February 2021 |
| Creators | JEFFERSON LUIZ RANGEL RIOS |
| Contributors | MAURICIO NOGUEIRA FROTA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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