Optimización global de redes de intercambio de calor con estructura fija Público Deposited
El aprovechamiento de los recursos energéticos constituye un problema difícil de resolver, y por ello se desarrollan herramientas tales como la optimización aplicada al diseño de redes de intercambio de calor. En el contexto de síntesis de procesos, la tarea del diseño óptimo de una red de intercambio de calor requiere de modelos de programación no lineal (PNL) y consiste en determinar las temperaturas intermedias, la distribución de cargas térmicas y las áreas para cada intercambiador de tal manera que se minimice el costo total de la red. En la literatura existen algunos algoritmos que garantizan diseños óptimos globales para redes de intercambio de calor con estructura fija, conocidos con el nombre de algoritmos de optimización global (e. g. Quesada y Grossmann, 1993; Zamora y Grossmann, 1998). Los principales algoritmos de este tipo se basan en el método de ramificación y acotamiento (Horst y Tuy, 1993). En este trabajo se presentan algunos problemas de optimización global de redes de intercambio de calor con estructura fija. También se presenta un estudio del impacto que desempeña la selección del conjunto de variables de partición dentro del algoritmo de ramificación y acotamiento. Por último se presenta un nuevo subestimador convexo para el área de un intercambiador de calor. Se utiliza GAMS (Sistema General de Modelado Algebraico) como lenguaje de programación en la solución de los modelos planteados para las redes de intercambio de calor. La tesis está organizada de la siguiente forma: en el Capítulo 1 se describe el estado del arte dentro del campo de la optimización y los objetivos planteados en este trabajo. Enseguida se presentan los conceptos básicos utilizados en el campo de la optimización (Capítulo 2). En el Capítulo 3 se presentan las bases para construir el problema convexo relajado y se presenta el algoritmo de ramificación y acotamiento para la optimización global continua. El Capítulo 4 presenta ejemplos ilustrativos de diseños óptimos de redes de intercambio de calor. En el Capítulo 5 se presenta un nuevo subestimador convexo para el área de un intercambiador de calor.
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2025-12-15 | Público |
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