Sintonia de Controladores em Trocadores de Calor sob a Influência de Incrustações

Abstract

A predição de importantes propriedades de controle é uma tarefa desafiadora para o projeto de trocadores de calor do tipo casco e tubo. Os modelos dinâmicos, que incluem efeitos de incrustação, ainda são pouco investigados na literatura recente. Para estudar o comportamento de condições variáveis no tempo e sua influência no ajuste do controlador, o modelo considerado neste trabalho é baseado na ideia de células trocadoras de calor como elementos básicos de modelagem (modelo a parâmetros concentrados). Este tipo de abordagem possui algumas vantagens sobre o modelo a parâmetros distribuídos, como variáveis contínuas no tempo e discreta no espaço, levando a equações diferenciais ordinárias (EDO) e também proporcionando a possibilidade de controlar a complexidade do modelo através do ajuste do número de células de modelagem. A influência da incrustação no controle do processo é avaliada considerando a resistência térmica da incrustação como função de tempo. O modelo foi implementado em Simulink/MATLAB e simulações foram realizadas para diferentes períodos de operação. Os resultados mostram que o ajuste periódico do parâmetros PID é necessário para manter os indicadores de qualidade do sistema estáveis.