Análisis de Proyectos Termodinámicos

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Universidad Autónoma Metropolitana   

Unidad Azcapotzalco  

División de Ciencias Básicas e Ingeniería 

“Análisis de Proyectos Termodinámicos”

UEA:  Termodinámica Aplicada 

Grupo: CEN83

Trimestre: 23-I

Fecha de entrega: 19/06/2023

Profesor: Carlos Juvencio López Jiménez 

Alumno: Granados González Juan Carlos

Resumen Ejecutivo.

En este proyecto se llevará acabo la comparación de un motor W16, una planta termoeléctrica y un diseño de refrigerador, ya que nuestro CEO quiere que elijamos que maquina nos convendría comprar, de acuerdo con los datos que calcularemos y que resultados son más creíbles, para así no sufrir ninguna estafa por parte de ninguna empresa de las que nos quiera vender las maquinas.

Para poder realizar y analizar estas máquinas llevaremos a cabo todos nuestros conocimientos sobre Termodinámica Aplicada.

La primera maquina que nos pide nuestro CEO que analicemos es un motor W16, del ciclo ideal que se comprime, para poder verificar si la maquina tiene datos creíbles y funciona correctamente, usaremos Ciclo de Otto, con este ciclo podremos calcular las otras T °C Y Presiones, ya que la empresa que nos la está vendiendo nada más nos dio la primera temperatura y presión, también nos proporcionó el calor de aire que recibe y su trabajo neto, con base a estos datos, se calculara la temperatura y presiones de los tres procesos faltantes, para así poder obtener la eficiencia termina de la maquina y así poder saber si lo que nos están vendiendo es una máquina que cumple con todos los aspectos y condiciones o si nos están estafando.

La segunda propuesta que analizaremos es una planta termoeléctrica, con una capacidad de 150MW y 165kg/s de flujo masico de agua, lo que nos dicen los ingenieros es que esta planta termoeléctrica, tiene un ciclo de operación que es equivalente a un Ciclo Rankine Ideal simple, los ingenieros nos dijeron la T °C y Presión a la entrada de la turbina y la presión con la que se enfría el condensador, con estos datos se puede saber que paso en sus 4 procesos, saber sus entalpias y entropías, con los datos que se obtendrán podremos calcular el calor de entrada y de salida que produce la planta y su eficiencia.

La tercera propuesta es un diseño de un refrigerador que es capaz de eliminar 300kJ/min de calor, con potencia de 1 MW, esto utiliza R-134a como fluido de trabajo, este diseño da a conocer que es un Ciclo de Refrigeración, los investigadores nos proporcionan la Presión con la que entra al compresor y la Presión con la que se comprime, con los datos proporcionados, obtendremos los datos de los 4 procesos, con los datos de los 4 procesos obtendremos el COP, el flujo masico, el trabajo y la potencia que produce el refrigerador.

“ANALISIS DE PROYECTOS TERMIDINAMICOS”

Introducción.

Este análisis es llevado a cabo con la intención de poder elegir uno de los tres proyectos indicados, analizar y comprobar cual de estos tres es una estafa, cual funciona correctamente y conforme a los términos de la termodinámica, o si los tres son confiables, en base a este análisis de los tres proyectos se verificarán y se hará elección de uno de estos tres.

Para poder saber si estos tres proyectos funcionan de manera adecuada, usaremos ciclos termodinámicos, los ciclos que se utilizaran para el proyecto son, Ciclo de Otto, Ciclo Rankine y Ciclo de Refrigeración.

En que constan estos ciclos:

 El Ciclo Otto es el proceso termodinámico que se emplea en los motores de combustión interna de encendido por chispa eléctrica. El motivo de este nombre está en que toda la energía generada por el motor tiene su origen en la cámara interna destinada para ello, es un ciclo de cuatro tiempos (admisión, compresión, explosión y escape) y así es cómo funciona.

El Ciclo de Rankine es un modelo utilizado para determinar la performance de máquinas de vapor. El mismo consiste en un ciclo termodinámico ideal que convierte la energía térmica en trabajo mecánico.

• Proceso 1-2: compresión isentrópica en la bomba.
• Proceso 2-3: adición de calor a presión constante en la caldera.
• Proceso 3-4: expansión isentrópica en turbina.
• Proceso 4-1: rechazo de calor a presión constante en el condensador, proceso isobárico.

El Ciclo de Refrigeración simple consta de cuatro procesos principales: compresión, condensación, expansión y evaporación. Estos procesos tienen lugar, respectivamente, en el compresor, el condensador, la válvula de expansión y el evaporador, consta de cuatro procesos principales: compresión, condensación, expansión y evaporación. Estos procesos tienen lugar, respectivamente, en el compresor, el condensador, la válvula de expansión y el evaporador.

Objetivos.

• Saber identificar cada uno de los ciclos termodinámicos, planteados en la problemática.
• Analizar con los resultados y teoría y en base a eso tomar una decisión correcta.

Metodología.

1. Un equipo de diseño clama haber configurado un moderno motor W16, de tal manera que este motor por encendido por chispa es el más eficiente en la actualidad. Por ejemplo, en una operación típica, puede ser descrito como un ciclo ideal con una razón de compresión de 8 recibiendo al inicio del proceso de compresión aire a 95 kPa y 27 °C; este aire recibe 750 kJ/kg de calor durante el proceso de adición de calor a volumen constante. Según el equipo diseñador, su motor operando con este diseño ideal equivalente es capaz de producir un mínimo de 500 kJ/kg de trabajo neto, tomando en cuenta la variación de calores específicos con la temperatura.

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