Aplicación del Método de la Colonia de Hormigas Mixto a la optimización de intercambiadores de calor de tubo y coraza//Application of the Mixed Ant Colony Method to the optimization of tube and shell heat exchangers

Abstract

Los procesos de transferencia de calor sonuno de los problemas más importantes a resolver en el campo de la Ingeniería. Entre los equipos más usados en la industria para realizar la transferencia de calor están los intercambiadores de calor de tubo y coraza. En el presente trabajo se desarrolla el procedimiento para la optimización del diseño de estos equipos utilizando el método de Kern y aplicando el algoritmo de la colonia de hormigas. Se aplica el mismo a tres ejemplos concretos y los resultados obtenidos se comparan con los obtenidos aplicando otros métodos de la inteligencia artificial. Se optimizan los principales parámetros geométricos de los intercambiadores de calor de tubo y coraza para lograr un menor costo de los mismos. Se demuestra la eficacia del nuevo procedimiento MACO (Mixed Ant Colony Optimization), en el proceso de optimización desde el punto de vista económico utilizando diferentes casos de estudios.

Palabras claves: intercambiadores de calor, colonia de hormigas, método de Kern.
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Abstract

Heat transfer processes are one of the most important problems to be solved in the field of Engineering. Among the most widely used equipment for heat transfer in the industry are the shell and tube heat exchangers. This paper develops the procedure for optimizing the design of shell and tube heat exchangers using the method of Kern and applying the ant colony algorithm. The procedure has been applied to three specific examples and the results obtained are compared with those obtained by applying other methods of artificial intelligence. The main geometric parameters of shell and tube heat exchangers are optimized, to achieve a lower cost of the exchanger. The efficacy of the new procedure MACO (Mixed Ant Colony Optimization) for the optimization process from economically point of view was demonstrated, using different case studies.

Key words: heat exchangers, ant colony, Kern method.