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Título: Software para otimização de trocadores de calor casco e tubo com algoritmos genéticos
Título(s) alternativo(s): Software for optimization of shell and tube heat exchangers with genetic algorithms
Autor(es): Carvalho, Emmanuel Henrique Faria
Orientador(es): Suguimoto, Fábio Kenji
Palavras-chave: Permutadores térmicos
Algoritmos genéticos
Software - Desenvolvimento
Heat exchangers
Genetic algorithms
Computer software - Development
Data do documento: 11-Fev-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Cornelio Procopio
Citação: CARVALHO, Emmanuel Henrique Faria. Software para otimização de trocadores de calor casco e tubo com algoritmos genéticos. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2025.
Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento do STHEGA (Shell and Tube Heat Exchanger Genetic Algorithm), uma aplicação web para otimização de trocadores de calor do tipo casco e tubo, empregando algoritmos genéticos. A ferramenta permite realizar tanto otimizações mono-objetivo, através de algoritmos genéticos simples, quanto multi-objetivos, utilizando o NSGA-II, amplamente aplicado em cenários com objetivos conflitantes. Para o dimensionamento termo-hidráulico do lado do casco, utilizou-se o método Bell-Delaware, devido a sua ampla aceitação e documentação na literatura. O desenvolvimento do software é apresentado em detalhes, incluindo sua aplicação em exemplos práticos baseados em dados encontrados na literatura. Por fim, o STHEGA se mostrou uma solução robusta e eficiente na otimização de trocadores de calor do tipo casco e tubo, oferecendo flexibilidade para futuras melhorias e adaptações.
Abstract: This work presents the development of STHEGA (Shell and Tube Heat Exchanger Genetic Algorithm), a web application for the optimization of shell and tube heat exchangers using genetic algorithms. The tool allows for both single-objective optimizations, through simple genetic algorithms, and multi-objective optimizations, using NSGA-II, which is widely applied in scenarios with conflicting objectives. For the thermo-hydraulic design of the shell side, the Bell-Delaware method was used due to its broad acceptance and documentation in the literature. The software development is presented in detail, including its application in practical examples based on data found in the literature. Finally, STHEGA proved to be a robust and efficient solution for the optimization of shell and tube heat exchangers, offering flexibility for future improvements and adaptations.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38058
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