Análisis exergético de un ciclo Brayton supercrítico con dióxido de carbono como fluido de trabajo



Título del documento: Análisis exergético de un ciclo Brayton supercrítico con dióxido de carbono como fluido de trabajo
Revista: INGE CUC
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000418418
ISSN: 2382-4700
Autores: 1
1
1
2
3
Instituciones: 1Universidad del Atlántico, Barranquilla, Atlántico. Colombia
2Universidad de la Costa, Barranquilla, Atlántico. Colombia
3Southern Cross University, Lismore, New South Wales. Australia
Año:
Periodo: Ene-Jun
Volumen: 14
Número: 1
Paginación: 159-170
País: Colombia
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español Actualmente, el modelado termodinámico de los ciclos de potencia es una herramienta muy atractiva con la cual se logra analizar y determinar cuán eficiente podría llegar a ser la combinación de distintos ciclos y/o la implementación de diversos componentes, que con sus diversas características y comporta-mientos impactan de forma positiva sobre la generación de energía. Además de ir ganando importancia en la utilización de tecnologías medioambientalmente amigables. Objetivo− En este estudio se busca determinar el impacto de los parámetros de funcionamiento de un ciclo Brayton supercrítico con respecto a su comportamiento energético y exergético a medida que se realiza la variación de la temperatura del ciclo y demás condi-ciones de trabajo, tales como el uso de calentador y recalentador.Metodología− Se realizó un modelo termodinámico para el aná-lisis energético y exergético de 4 configuraciones de un ciclo Bra-yton supercrítico con dióxido de carbono como fluido de trabajo a variados niveles de temperatura y garantizando una presión máxima de 25 MPa. Resultados− Los resultados obtenidos del modelo desarrollado y validado permitieron verificar que para las configuraciones con recalentamiento se presentan pérdidas totales de exergía consis-tentemente más bajas que para las configuraciones sin este. En conjunto, la temperatura de entrada a la turbina y las relaciones de presión tienen una influencia significativa sobre estas pérdidas, obteniéndose su valor mínimo a temperaturas de entre 800-850 °C.Conclusiones− Las pérdidas totales de exergía son menores en las configuraciones que implementan el uso de recalentador que las que no lo usan. Se aprecia que con el uso de recalentador las pérdidas de exergía disminuyen en al menos un 3 % a medida que aumenta la temperatura para todas las configuraciones
Resumen en inglés Nowadays, the thermodynamic modeling of the power cycles is conceived as an appropriate device which allows analyzing and determining the adaptability of several cycles as well the implementation and combination of a number of compo-nents whose characteristics and performing work appropriately on the generation of energy, beside of this, the relevant use of environmentally friendly technologies was taking into account as a relevant factor.Objective−This research works intends to determine the impact of the performance parameters from the supercritical Brayton cycle related to its energetic and exergetic performance as the variation of the temperature of the cycle as well alter-native working conditions are executed by using the reheater and heater systems.Methodology−This research project used a thermodynamic model to carry out the energy and exergy analysis from four configurations of the supercritical Brayton cycle along carbon dioxide as a working fluid through several levels of temperatu-re, also a maximum pressure of twenty five MPa was ratified.Results− The obtained results have shown the developed and as-sessed model allowed to demonstrate the configurations through reheat; as for energy there exist a consistently lack of it with regards to the use of the mentioned systems as these have been not configured. In addition the temperature related to the inlet of the turbine and the pressure ratios have a relevant influence on these lacks by obtaining its minimum value at temperatures between 800-850 ° C.Conclusions−It can be said that the total lack of exergy is minor as the configurations from the reheater system as it is applied, in other words it is estimated that through the use of the mentioned system the percentage of reduction aims to three percent as the temperatures increase for the whole configurations
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería de energéticos,
Generación de energía,
Modelos termodinámicos,
Ciclo Brayton,
Máquinas térmicas,
Exergia
Keyword: Energy engineering,
Power generation,
Thermodynamic models,
Brayton cycle,
Thermal machines,
Exergy
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