Metodo pinch

Desafío de la Matriz Energética Chilena

Tarea 2

Método Pinch

Índice

Índice        

1.        Breve descripción de lo que es el método PINCH definiendo al menos 3 métodos de obtención del punto PINCH.        

2.        Identificar las corrientes calientes y las frías.        

3.        Determinar el Punto Pinch por el método de las curvas compuesta frías y calientes. (Realizar tablas, gráficos y metodología de cálculo).        

4.        Representar en el gráfico la zona de integración energética, calor mínimo de enfriamiento y calor mínimo de calentamiento e indicar que significa cada uno de éstos.        

Bibliografía        

Figura 1 Diagrama de proceso        

Figura 2 Gráfico de intervalos de tempertura        

Figura 3 Curva Compuesta sin ajustar.        

Figura 4 Curva Compuesta        

Figura 5 Curva compuesta con Qen y Qcal        

Tabla 1 Identificación de tipo de corrientes        

Tabla 2 Temperaturas ajustadas        

Tabla 3 Temperaturas ajustadas para gráfico de intervalos        

Tabla 4 Cálculos de flujo de calor        

Tabla 5 Valores de entalpía para la curva compuesta caliente.        

Tabla 6 Valores de entalpía para la curva compuesta fría.        

Tabla 7 Entalpías ajustadas        

Tabla 8 Punto Pinch        

1. Breve descripción de lo que es el método PINCH definiendo al menos 3 métodos de obtención del punto PINCH.

El objetivo del método pinch es obtener una integración térmica, de combinaciones variables entre las corrientes que deben calentarse con la que deben enfriarse. El método pinch se deriva de la primera y segunda ley de la termodinámica. La primera ley proporciona los medios para calcular los flujos de calor en los intercambiadores de calor. Y la segunda ley direcciona los flujos de calor, siempre que exista un gradiente de temperatura que permita el intercambio de calor.

El punto pinch es aquel en que las corrientes de la red de intercambiadores de calor ocurre un acercamiento mínimo entre las temperaturas y las corrientes frías y calientes.

Método de curvas compuesta

Con este método se determina el mínimo consumo de energía que usan las curvas compuestas. La primera curva representa la disponibilidad de calor en el proceso (curva compuesta caliente), y la otra curva representa las demandas de calor en el proceso (curva compuesta fría).

Se traza  en un diagrama de temperatura contra la entalpía (T-H). El punto pinch se encuentra en el acercamiento máximo entre las curvas, este acercamiento es cuando la separación vertical de ambas curvas determinado por  min es mínima.[pic 1]

Método de algoritmo de tabla problema

Para este método se requiere como dato para cada corriente los Cp promedio, flujos másicos, temperatura requerida disponible y min. El algoritmo a utilizar es: Ajustar las temperaturas de intervalos. Luego determinar las  corrientes presentes en cada intervalo de temperatura y calcular el balance de calor. El primer valor de calor residual , siendo el calor residual en cada intervalo . Si el  es negativo se debe ajustar de la siguiente forma: . El punto pinch se ubican en los intervalos que resulten con valores de calor residual ajustado iguales a cero.[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

Procedimiento de Supertargeting

Este procedimiento consta de determinar un valor óptimo de min usando las curvas compuestas. Para esto se deben probar distintos valores de min y calcular los costos actualizados de la red. Luego se grafican los costos vs min. Una vez realizada la grafica se determina el valor que se obtenga los costos mínimos y con esto se determina el valor óptimo de min.[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

1. Identificar las corrientes calientes y las frías.

Se tiene la siguiente figura del proceso, con sus respectivas numeraciones, para así poder identificar de mejor manera cada corriente.

[pic 11]

Figura 1 Diagrama de proceso

A continuación se muestran el tipo de  corrientes.

Tabla 1 Identificación de tipo de corrientes

1. Determinar el Punto Pinch por el método de las curvas compuesta frías y calientes. (Realizar tablas, gráficos y metodología de cálculo).

Para la correcta determinación del Punto Pinch, se debe crear el método de las curvas compuestas, y para esto se debe hacer lo siguiente.

Identificar y clasificar las corrientes del proceso, según el requerimiento energético. Luego ajustar las temperaturas las temperaturas del proceso, siendo el . Las temperaturas ajustadas son las siguientes.[pic 12]

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