Análisis exergético de la planta térmica de la Universidad Santo Tomás
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2021-07-21
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gruplac
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Universidad Santo Tomás
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Resumen
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.
Abstract
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
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spa
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Suárez Martín, G. E. (2021). Análisis exergetico de la planta térmica de la Universidad Santo Tomás. [Trabajo de grado facultad ingeniería Mecánica Universidad Santo Tomás]
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