Desarrollo de herramienta computacional para la simulación del ciclo Rankine orgánico de pequeño porte

Los sistemas ORC son utilizados en la industria como ciclos generadores de bajas potencias (entre 5KW a 2.5MW), ya que, trabajan con fuentes de calor de bajas temperaturas, este tipo de sistemas sirven como equipos de recuperacion de calor y sistemas que pueden implementar energias renovables como la solar. La complejidad de estos ciclos radica en la seleccion del fluido organico de trabajo, ya que, el calculo exhaustivo segun las condiciones de operacion es muy extenso cuando se requiere seleccionar un fluido entre los muchos que existen actualmente. Por lo tanto, en el presente trabajo de grado, se desarrollo una herramienta computacional que permite realizar los calculos relacionados con la primera y segunda ley de la termodinamica, para seis diferentes fluidos de trabajo. Logrando asi que la herramienta simule las condiciones de operacion deseadas de un sistema ORC, esta herramienta se basa en balances de energia para la obtencion de las energias de entrada y salida del sistema, asi como tambien genera el valor de la eficiencia de primera ley. Desde el punto de vista de la segunda ley, la herramienta genera los calculos de exergia en cada una de las corrientes del ciclo, con respecto al estado muerto de las condiciones del entorno, obteniendo asi el valor de la eficiencia de la segunda ley, tambien genera los valores de destruccion de exergia en cada uno de los equipos, ya que, utiliza las eficiencias globales de los equipos del ciclo, para obtener los valores reales de la energia disponible en estos. En la herramienta se disenaron dos modos de operacion, el primero se utiliza cuando se requiere caracterizar un sistema ORC ya existente en operacion. El modo dos se utiliza cuando se requiere realizar un diseno desde el punto de vista termico de un sistema ORC. La validacion de la herramienta fue realizada con estudios encontrados en la literatura, que utilizan la misma modelacion termica del modo dos de la herramienta, se encontro que el valor maximo del error relativo entre los resultados de la herramienta y los presentados en la literatura fue del 15.74%. Por ultimo, a partir de la herramienta, se genero una propuesta del diseno de un banco de pruebas de un sistema ORC, las condiciones fueron adaptadas segun los criterios maximos de operacion de un intercambiador de calor de placas T2-BFG de Alfa Laval, que se encuentra en las instalaciones de la Universidad, se selecciono el fluido R123 debido a que es el fluido que mejor se comporto bajo estas condiciones, se implemento la metodologia para validar el intercambiador de placas existente, pero se encontro que no era el indicado, recalculando el metodo se propone utilizar un modelo T5-BFG de Alfa Laval como equipo evaporador

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