Finite-time thermoeconomic optimization of a non endoreversible heat engine model



Título del documento: Finite-time thermoeconomic optimization of a non endoreversible heat engine model
Revista: Revista mexicana de física
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000345218
ISSN: 0035-001X
Autors: 1
Institucions: 1Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Cómputo, México, Distrito Federal. México
Any:
Període: Jun
Volum: 55
Número: 3
Paginació: 211-220
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, teórico
Resumen en español Dentro del contexto de la Termodinamica de Tiempos Finitos (TTF) estudiamos la termoeconomia de un modelo simplificado no endorreversible de planta de potencia. (modelo de Novikov). En nuestro estudio, usamos diferentes leyes de transferencia de calor: Ley de enfriamiento de Newton, ley de radiacion de Stefan-Boltzmann, ley de Dulong-Petit y una ley fenomenologica de transferencia de calor. Usamos dos criterios de optimizacion: regimen de operacion de Maxima Potencia y el ası llamado criterio de operacion de maxima Funcion Ecologica modificada. Este ultimo criterio proporciona un modo de operacion que apreciablemente disminuye la energıa disipada por la maquina termica. En este trabajo mostramos bajo condiciones de operacion de maxima Funcion Ecologica que la perdida en beneficios se ve compensada por un mejor uso en el combustible de modo que la planta de potencia reduce dramaticamente la cantidad de energıa disipada al medio ambiente con respecto a la cantidad de energıa bajo un regimen de operacion de Maxima Potencia. Tambien analizamos el efecto sobre la potencia de salida y la eficiencia del modelo de planta de potencia en terminos de un parametro de irreversibilidad interna que proviene de la desigualdad de Clausius, el cual caracteriza el grado de irreversibilidad interna
Resumen en inglés Within the context of Finite-Time Thermodynamics (FTT), we study the thermoeconomics of a simplified non-endoreversible thermal power plant model (the so-called Novikov engine). In our study, we use different heat transfer laws: the so called Newton’s law of cooling, the Stefan-Boltzmann radiation law, the Dulong-Petit’s law and another phenomenological heat transfer law. We use two FTT optimization criteria: the maximum power regime (MP) and the so-named modified ecological criterion for performance analysis. This last criterion leads the engine model towards a mode of performance that appreciably diminishes the engine’s wasted energy. It is shown that under ecological conditions the plant dramatically reduces the amount of heat rejected to the environment, and a loss of profit is translated into a better usage of fuel such that the heat rejected towards the environment is remarkably reduced compared to that of a maximum power regime. Besides, we analyze the effect on the reduction of power output and the optimal efficiencies in terms of an internal irreversibility parameter that comes from the Clausius inequality which characterizes the degree of internal irreversibility
Disciplines Física y astronomía
Paraules clau: Termodinámica y física estadística,
Termoeconomía,
Ciclos térmicos,
Optimización,
Termodinámica de tiempos finitos
Keyword: Physics and astronomy,
Thermodynamics and statistical physics,
Thermoeconomics,
Thermal cycles,
Optimization,
Finite time thermodynamics
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