OTIMIZAÇÃO DO DESEMPENHO DE COMPRESSORES CENTRÍFUGOS OPERANDO COM DIÓXIDO DE CARBONO EM ESTADO SUPERCRÍTICO
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O presente trabalho visa a implementação de um código computacional em MATLAB® usando o método meanline para prever o desempenho de rotores de compressores centrífugos e propor diferentes geometrias para cada um dos quatro estágios de um trem de compressão típico em uma plataforma de petróleo, cada estágio com relação de pressões igual a 2.85. Gás carbônico em estado supercrítico, S-CO2, é considerado como fluido de trabalho e as equações de estado de Span e Wagner são utilizadas para determinar as propriedades termodinâmicas do fluido. O código meanline prevê parâmetros do rotor tais como ângulos da pá, parâmetros de desempenho que incluem temperatura total, pressão total e eficiência isentrópica, a partir das informações da entrada como pressão total, temperatura total e velocidade de rotação da máquina. O código foi validado utilizando ar e S-CO2 como fluidos de trabalho apresentando erro máximo de 2.39% para o compressor com ar e 3.65% para o compressor com S-CO2. A otimização é aplicada ao código usando o algoritmo genético NSGA-II, cuja função objetivo é a maximização da eficiência isentrópica, obtida através da variação de onze dados de entrada. O conjunto código-otimizador foi capaz de propor as referidas geometrias do trem de compressão, apresentando eficiência isentrópica dos rotores iguais a 94.29%, 94.07%, 92.59 e 90.4% para o primeiro, segundo, terceiro e quarto estágios respectivamente.