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Termoeconomía y optimización energética. 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.

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Presentation Transcript
temario
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

exerg a interna

bfísica

bquímica

Exergía interna

b = bint + bk + bp

bint

Estado

Actual

(T, p)

Estado

ambiental

TO ,pO

Estado

Muerto

TO ,pOO

exerg a f sica
Exergía física.

bint = bfísica + bquímica

La exergíaquímicasólointeresacuandohayareacciones, ó cambios de composición, en el sistemaestudiado.

b fis gases reales puros
Bfis. Gases reales puros

Gas real puro

Gas ideal

2

1

b fis mezclas de gases
Bfis. Mezclas de gases

Mezcla gases ideales

b fis disoluciones
Bfis. Disoluciones.

Ideal

Potencial químico

No ideal

Coeficientes de actividad

b quim introducci n
Bquim. Introducción

bint

Estado

Ambiental

TO ,pO

Estado

Muerto

TO ,pOO

bchemical

Sustancias de referencia

Equilibrio con el AER

b quim casos simples
Bquim. Casos simples

Sustanciagaseosacontenida en el AER

Mezclagaseosa

Combustible

exerg as qu micas est ndar
Exergías químicas estándar

Tablas de exergíasquímicas de sustanciascomunes

To, po AER 25 ºC 1 atm

Cambio de exergía en unareacciónquímica en condicionesambientes (T0 p0)

exerg a total
Exergíatotal.

bint = bfísica+ bquímica+ ¿bmezcla?

b quim con valores est ndar ej
Bquim con valores Estándar. Ej.

Calcular la exergíaquímicaestándar de la alúmina

2 Al + 3/2 O2 Al2O3

Datos:

b quim con valores est ndar ej1
Bquim con valores Estándar. Ej.

Combustiónadiabática y completa de metano con un 20 % de exceso de aire. Condicionesambientes: 25 ºC y 1 atm

Combustión de CH4 (To,po):

CH4 + 2O2 =CO2 + 2H2O (l) ;

Vaporización de H2O (To,po):

H2O(l) = H2O(g) ;

Calores molares medios para el rango de temperaturas de 0 ºC a 2 000 ºC (JK-1mol-1):

d b quim en una combusti n ej
DBquim en una combustión. Ej.

Temperatura de llama – Ley de Hess

CH4+2.4 O2 + 9.03 N2 = CO2 + 2H2O(g) + 0.4 O2 + 9.03 N2

Adiabático + 1er principio

Reactivos (298 K)

Productos (Tg)

Productos (298 K)

d b quim en una combusti n ej1
DBquim en una combustión. Ej.

Temperatura de llama

CH4+2.4 O2 + 9.03 N2 = CO2 + 2H2O(g) + 0.4 O2 + 9.03 N2

t=1791 K

aproximaciones d b q l q comb
Aproximaciones Dbq, líqcomb .

Szargut y Styrylska

Lloyd-Davenport

aproximaciones d b q s lido comb
Aproximaciones Dbq, sólido comb .

Szargut y Styrylska

O/C<0,667

0,667 < O/C < 2,67

Subramaniam

aproximaciones d b quim combustibles
Aproximaciones Dbquim, combustibles

b0= PCI en gases b0= PCS en sólidos y líquidos;

b0= a x PCI = b x PCS