Termoeconomía y optimización energética

1. Termoeconomía y optimización energética

2. Temario 1. Introducción 2. Revisión de termodinámica 3. La exergía 4. Determinación de exergía 5. Balances y Álgebra lineal 6. El coste exergético 7. Análisis termoeconómico 8. Optimización termoeconómica 9. Integración energética

3. Ambiente Entorno Sistema Fronteras de análisis

4. m m m Q Q Q W W W Cerrado Aislado Abierto Tipos de sistemas

5. Sistema Estado de un sistema Estado: Condición de un sistemadefinidapor el conjunto de suspropiedades. Propiedades: Característicasmacroscópicas de un sistema a lasquepuedeasignarse un valor en un instante dado sin un conocimientoprevio de la historia del sistema: masa, vol, energía, presión, temperatura.

6. Propiedades del sistema y notación Cantidad de materia Aditivas Intensivas específicas (/masa) molares (/cantidad de sustancia) Extensivas Minúsculas p T Mayúsculas V M U H S B Notación: Porunidad de tiempo (con un puntoencima) Porunidad de masa (minúsculas) Porcantidad de sustancia (con una tilde encima)

7. T h p s v p Tipos de transformaciones Isocórica Isoterma Isobara Isoentálpica Isoentrópica Adiabática

8. Equilibrio vs Estado Permanente

9. Principios de la termodinámica Balances 0 - Temperatura Equilibriotérmico 1 - Energía Conservación energía Energía = 0 Exergía < 0 2 - Entropía Entropía dSi 0 Entropía >0 3 – Entropía Absoluta S = 0 a T= 0 K

10. 1er principio termodinámica Energíaentrante = Energíasaliente + Energíaacumulada U W Q mgz

11. Humos • Calor • Sonidos Pérdidas Energía Equipo  = We/Wt < 1 Trabajo Ej. Balance Energía

12.  = We/Wt < 1 Humos Gasolina 325 g/kWhe 5900 We Ej. Balance Energía Orion LT500EC

13. W Q T caliente T caliente Q Qc Qf W W=Qc-Qf Q Qf T frío Qf T caliente T frío Q Q T frío 2º Principio termodinámica Kelvin-Planck: Es imposible la existencia de unamáquinacíclicaquerealicetrabajo sin másquetomarcalor de un sólofoco C implica K-P K-P implica C Clausius: Es imposible la existencia de unamáquinaquehagapasarcalor de un cuerpofrío a otromáscaliente sin consumirtrabajo

14. 2º ppio Reversible vs Irreversible Un procesoesreversiblesi el sistema y todaslaspartes de suentornopuedendevolverseexactamente a susestadosinicialesdespués de que el procesohayatenidolugar • Transferencia de calor a través de unadiferenciafinita de temperaturas • Expansiónlibre de un gas o líquido a unapresiónmásbaja • Reacciónquímicaespontánea • Mezclaespontánea de sustanciasdiferentes • Rozamiento (deslizamiento y viscosidad) • Electricidad a travésresistencia • Histéresis • Deformacióninelástica Todos los procesosreales son irreversibles Entonces, ¿quéinteréstienen los procesosideales?

15. 2º ppio: Formulación matemática Ambiente Interna Aproximación estadística:

16. Reversibilidad e irreversibilidad Proceso Real Irreversibilidad Proceso Ideal Reversibilidad Adiabático

17. Balances Materia: Entrante – Saliente – Acumulada = 0 Energía: Entrante – Saliente – Acumulada = 0 Entropía: Entrante – Saliente – Acumulada =Generada Exergía: Entrante – Saliente – Acumulada =Destruida