Análisis exergético de la planta térmica de la Universidad Santo Tomás
El estudio en pro de obtener resultados reales y óptimos acerca del comportamiento, funcionamiento y disponibilidad operativa por medio del cual se rigen los diferentes equipos que hacen parte de un ciclo térmico, hace que surjan fundamentaciones teóricas que apoyadas en procedimientos experimentale...
- Autores:
-
Suárez Martín, Giovani Esteban
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad Santo Tomás
- Repositorio:
- Repositorio Institucional USTA
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- OAI Identifier:
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- Exergy
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El estudio en pro de obtener resultados reales y óptimos acerca del comportamiento, funcionamiento y disponibilidad operativa por medio del cual se rigen los diferentes equipos que hacen parte de un ciclo térmico, hace que surjan fundamentaciones teóricas que apoyadas en procedimientos experimentales con llevan a la obtención de dichos resultados; mencionado esto; el presente trabajo realiza el análisis exergético de la planta térmica de la Universidad Santo Tomás. Esta consiste en un equipo didáctico donde los estudiantes que cursan materias pertenecientes al núcleo de termo fluidos reconocen y aplican los conocimientos teóricos adquiridos en las aulas con relación a un ciclo termodinámico Rankine. Dentro de las características con las que cuenta la planta, una de las más importantes es que permite la variación de la velocidad requerida en la turbina a partir del funcionamiento de un PLC central. Teniendo claro el principio de funcionamiento del sistema en estudio, cabe resaltar que en la actualidad no se cuenta con un estudio detallado de la capacidad de la planta y de sus rangos de operación, de tal forma que el docente pueda variar parámetros de entrada y conocer los valores de parámetros de salida esperados. Este es el punto donde nace la necesidad de realizar un estudio el cual permita obtener dicha información que al día de hoy no es conocida. Es por esto que en este trabajo se tomaron datos experimentales del funcionamiento de la planta a tres velocidades de giro de la turbina, y seguido de ello se procedió con un análisis fundamentado en la primera y segunda ley de la termodinámica. Partiendo de estos resultados se evidencian eficiencias térmicas por debajo del 5% y potencias generadas en la turbina del orden de 2 a 3 kW. Con base en los resultados obtenidos del análisis tanto de primera como de segunda ley se implementó el análisis exergético el cual permitió identificar que la principal fuente de irreversibilidades del sistema es el proceso de combustión en la caldera principalmente debido a que no se tiene un control de estado eficiente de equipos, seguido por los procesos de pérdidas de calor en la turbina y el condensador. |
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[Trabajo de grado facultad ingeniería Mecánica Universidad Santo Tomás]http://hdl.handle.net/11634/34995reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásinstname:Universidad Santo Tomásrepourl:https://repository.usta.edu.coEl estudio en pro de obtener resultados reales y óptimos acerca del comportamiento, funcionamiento y disponibilidad operativa por medio del cual se rigen los diferentes equipos que hacen parte de un ciclo térmico, hace que surjan fundamentaciones teóricas que apoyadas en procedimientos experimentales con llevan a la obtención de dichos resultados; mencionado esto; el presente trabajo realiza el análisis exergético de la planta térmica de la Universidad Santo Tomás. Esta consiste en un equipo didáctico donde los estudiantes que cursan materias pertenecientes al núcleo de termo fluidos reconocen y aplican los conocimientos teóricos adquiridos en las aulas con relación a un ciclo termodinámico Rankine. Dentro de las características con las que cuenta la planta, una de las más importantes es que permite la variación de la velocidad requerida en la turbina a partir del funcionamiento de un PLC central. Teniendo claro el principio de funcionamiento del sistema en estudio, cabe resaltar que en la actualidad no se cuenta con un estudio detallado de la capacidad de la planta y de sus rangos de operación, de tal forma que el docente pueda variar parámetros de entrada y conocer los valores de parámetros de salida esperados. Este es el punto donde nace la necesidad de realizar un estudio el cual permita obtener dicha información que al día de hoy no es conocida. Es por esto que en este trabajo se tomaron datos experimentales del funcionamiento de la planta a tres velocidades de giro de la turbina, y seguido de ello se procedió con un análisis fundamentado en la primera y segunda ley de la termodinámica. Partiendo de estos resultados se evidencian eficiencias térmicas por debajo del 5% y potencias generadas en la turbina del orden de 2 a 3 kW. Con base en los resultados obtenidos del análisis tanto de primera como de segunda ley se implementó el análisis exergético el cual permitió identificar que la principal fuente de irreversibilidades del sistema es el proceso de combustión en la caldera principalmente debido a que no se tiene un control de estado eficiente de equipos, seguido por los procesos de pérdidas de calor en la turbina y el condensador.The study in favor of obtaining real and optimal results about the behavior, operation and operational availability by means of which the different equipments that are part of a thermal cycle are governed, give rise to theoretical foundations that, supported by experimental procedures, lead to obtaining of said results; mentioned this; The present work carries out the exergy analysis of the thermal plant of the Santo Tomás University. This consists of a didactic equipment where students who take subjects belonging to the thermo-fluid core recognize and apply the theoretical knowledge acquired in the classrooms in relation to a Rankine thermodynamic cycle. Among the characteristics that the plant has, one of the most important is that it allows the variation of the speed required in the turbine from the operation of a central PLC. Having clear the principle of operation of the system under study, it should be noted that at present there is no detailed study of the capacity of the plant and its operating ranges, in such a way that the teacher can change the input parameters and know the expected output parameter values. This is the point where the need to carry out a study arises which allows obtaining such information that is not known today. This is why in this work experimental data were taken on the operation of the plant at three speeds of rotation of the turbine, and followed by an analysis based on the first and second laws of thermodynamics. Based on these results, thermal efficiencies below 5% and powers generated in the turbine of the order of 2 to 3 kW are evidenced. Based on the results obtained from the analysis of both the first and second law, the exergy analysis was implemented which will include that the main source of irreversibility’s of the system is the combustion process in the boiler, mainly because there is no state control efficient equipment, followed by heat loss processes in the turbine and condenser KeyIngeniero Mecánicohttp://unidadinvestigacion.usta.edu.coPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Análisis exergético de la planta térmica de la Universidad Santo TomásExergyfirst lawsecond lawAnálisis ExérgeticoPlanta TérmicaIrreversibilidadExergíaPrimera LeySegunda LeyTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA BogotáM. 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Lugo, «Analisis exergetico de una central termoelectrica,» de Analisis exergetico de una central termoelectrica, 2009, pp. 17-25C. n. p. e. a. d. energia, Eficiencia en calderas y combustion, Mexico , 2007 .M. Aljundi, «Energy and exergy analisis of a steam power plant in Jordan applied Thermal Engineering,» 2009, pp. 324-328.M. y. G.-B. M. Ebadi, «Exergetic analysis of gas turbine plants,» 2005, pp. 31-39.S. e. a. Kaushik, «Energy and exergy analyser of thermal power plant: A,» 2011, pp. 1857 - 1872G. y. M. T. Tsatsaronis, «Advanced exergetic analysis of a novel system for generating electricity and vaporizing liquefied natural gas,» 2010, pp. 820 -829.J.I. Noriega - B.A. Contreras - B. Romero - J.C. Paredes - G. Urriolagoitia, <<La importancia de la composición química en los biocombustibles de aceite de colza y ricino en la generación de agua durante la combustión,>> 2020, pp. 525-532Gaggioli, R.A., ed., Thermodynamics: Second Law Analysis. American Society Symposium Series 122, p. 52. (1980).A. Santamaría – A.F. Bedoya Caro – I. Santamaría – J. Ramiro, << Análisis exergético de un motor de automoción operando con gas natural: efecto de la configuración del kit de conversión y del sistema de encendido,>>2006, pp. 40-52ORIGINAL2021giovanisuarez.pdf2021giovanisuarez.pdfTrabajo de gradoapplication/pdf1454122https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/34995/1/2021giovanisuarez.pdf20f9d6f8eaeed2faadb34acd3b6ecd22MD51open access2021giovanisuarez1.pdf2021giovanisuarez1.pdfCarta de facultadapplication/pdf128859https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/34995/2/2021giovanisuarez1.pdfcf90ba821f785bc0870535472d7ff130MD52metadata only access2021giovanisuarez2.pdf2021giovanisuarez2.pdfCarta derechos de autorapplication/pdf159463https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/34995/3/2021giovanisuarez2.pdfef06ae5eaf4547e942f50dc44e33fc6fMD53metadata only accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8807https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/34995/5/license.txtaedeaf396fcd827b537c73d23464fc27MD55open accessCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/34995/4/license_rdf217700a34da79ed616c2feb68d4c5e06MD54open accessTHUMBNAIL2021giovanisuarez.pdf.jpg2021giovanisuarez.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4123https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/34995/6/2021giovanisuarez.pdf.jpg8b6819fb7bdd9275b8ef1c38099fc80aMD56open access2021giovanisuarez1.pdf.jpg2021giovanisuarez1.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6705https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/34995/7/2021giovanisuarez1.pdf.jpg3666011967dd30133f8b951337223a02MD57open access2021giovanisuarez2.pdf.jpg2021giovanisuarez2.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7680https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/34995/8/2021giovanisuarez2.pdf.jpg01c56ddbe8ac2832fa6b39a89a911f8fMD58open access11634/34995oai:repository.usta.edu.co:11634/349952022-11-04 03:03:55.698open accessRepositorio Universidad Santo Tomásrepositorio@usantotomas.edu.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 |