ResumenEl desarrollo de simuladores y moduladores de procesos ha desarrollado criterios ms especficos en la industria en cuanto al manejo de ciclos de vapor y refrigeracin que no solo estn sujetos a fluidos de trabajo como agua sino tambin otras sustancias como refrigerantes, aire y amoniaco. A continuacin se explicar detalladamente con 3 ejercicios el funcionamiento de un simulador de procesos (Hysys), donde se ver la aplicabilidad y el funcionamiento de cada ciclo termodinmico.

IntroduccinEn la actualidad la optimizacin de procesos juega un papel importante debido a que esta se encarga de mejorar la eficiencia de ciertos procesos; a nivel industrial los procesos ms importantes son los ciclos de vapor y los ciclos de refrigeracin que a su vez tienen gran aplicabilidad en la generacin de energa y la conservacin de muchos procesos respectivamente.Hoy en da la optimizacin de procesos inicialmente se realiza a nivel simulaciones que enmarcan todas las variables operativas y termodinmicas de un proceso, por lo que en el mercado existen ciertos software que cumplen dicha funcin, uno de estos es el programa Hysys, a continuacin mediante la ejecucin de este programa se resolvern 3 ejercicios de ciclos termodinmicos con el fin de verificar la sistemtica del programa para desarrollar procesos industriales a nivel real.

Objetivos Conocer el funcionamiento y las ventajas del uso del simulador Hysys en clculos termodinmicos como calores, trabajos, eficiencias o COP. Verificar el funcionamiento y el anlisis termodinmico de un ciclo Rankine con recalentamiento real. Verificar el funcionamiento y el anlisis termodinmico de un ciclo de refrigeracin por comprensin de vapor real.

Clculo y DiscusinEn la primera parte se analizaran los datos obtenidos en el ciclo rankine ideal con el programa Hysys y los datos obtenidos tericamente en clases.

Datos tericos (KJ/h)Datos obtenidos con Hysys (KJ/h)

W de la turbina 7270.67140

Q de la caldera2.7286x1042.7x104

W de la bomba-30.3-30.64

Q del condensador-2004.6-2.037x104

Datos obtenidos con Hysys Datos tericos

Eficiencia del ciclo (Nt)26.3%26.5%

Calculo de la desviacin estndar.

Desviacin de la turbina.

Desviacin de la bomba.

Desviacin de la caldera.

Desviacin del condensador.

Calculo del error.%Error de la Turbina.

%Error de la bomba.

%Error de la caldera.

Error del condensador.

Eficiencia del ciclo del simulador.

En la segunda parte se analizaran los datos obtenidos en el ciclo rankine con recalentamiento con el programa Hysys y los datos obtenidos tericamente en clases.

Datos tericos (KJ/h)Datos obtenidos con Hysys (KJ/h)

W de la turbina de alta presin2.506x1081.968x108

W de la turbina de baja presin4.403x1083.453x108

Q de recalentamiento2.949x1082.461x108

Q de la caldera1.63x1091.348x109

W de la bomba4.272x1064.497x106

Q del condensador9.53x1091.057x108

Datos obtenidos con Hysys Datos tericos

Eficiencia del ciclo (Nt)39.8%33%

Calculo de la desviacin estndar.Desviacin estndar de la bomba.

Desviacin de la turbina de baja presin.

Desviacin de la turbina de alta presin.

Desviacin del Q de recalentamiento.

Desviacin del condensador.

Desviacin de la caldera.

Calculo del error.%Error de la Turbina de baja presin.

%Error de la Turbina de alta presin.

%Error de la bomba.

%Error del Q de recalentamiento.

%Error de la caldera.

%Error del condensador.

Eficiencia del ciclo del simulador.

En la tercera parte se analizaran los datos obtenidos en el ciclo rankine ideal de refrigeracion con el programa Hysys y los datos obtenidos tericamente en clases.

Datos tericos (KJ/h)Datos obtenidos con Hysys (KJ/h)

W del compresor5546.45554.4

Q del condensador2.5443x1042.54x104

Q del evaporador1.9902x1041.987x104

W de la vlvula00

Datos obtenidos con Hysys Datos tericos

COP3.573.6

Calculo de la desviacin estndar.Desviacin estndar del compresor.

Desviacin estndar del condensador.

Desviacin estndar del evaporador.

Desviacin estndar del COP

Clculos del error.%Error del compresor.

%Error del condensador.

%Error del evaporador.

%Error del COP.

Discusin de resultadosLos resultados obtenidos en la primera parte el error c/u de los equipos es muy pequeo considerando que se hicieron en condiciones ideales en ambos casos, por lo que se puede analizar que cuando trabajamos en condiciones ideales se cumplen los proceso isentrpicos e isobrico que en la parte terica facilita la realizacin del proceso.En los datos tericos no supusimos ninguna masa como en el programa por que asumimos que el ciclo opera en condiciones ideales por la que hay ese pequeo error frente al simulador.

En la tercera parte se demuestra que si llegamos a suponer la masa en la parte terica los porcentaje de error van hacer mnimos con respecto a los del simulador, en el ciclo ideal de refrigeracin por compresin de vapor se dan ciertas condiciones termodinmicas como los procesos isentrpicos e isobricos y otras condiciones de los fluidos de entrada a los equipos que se analizaron en clase.