Proyecto MATLAB
Enviado por Pérez González Linette • 8 de Junio de 2023 • Apuntes • 1.299 Palabras (6 Páginas) • 33 Visitas
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
Herramientas computacionales lPROYECTO FINAL
OBJETIVO GENERAL
Relacionar la carrera de ingeniería química petrolera con la importancia de utilizar herramientas computacionales que faciliten una variedad de actividades. Se creará un programa en MATLAB que realice los cálculos necesarios para obtener los datos faltantes de la máquina.
MARCO TEÓRICO
CICLOS DE CARNOT
Máquina térmica y Máquina Frigorífica
Con este proyecto hemos realizado un programa que nos ayudará a resolver el problema del cálculo de la eficiencia del ciclo de Carnot. Para ello tenemos que considerar el principio de Carnot basado en la segunda ley de la termodinámica: una máquina térmica no puede funcionar intercambiando calor con un simple acumulador de calor, y un frigorífico no puede funcionar sin una fuente de trabajo externa.
El principio de Carnot es:
1.- La eficiencia de una máquina térmica irreversible es siempre menor que la de una máquina térmica reversible operando entre los mismos dos depósitos.
2.- La eficiencia de todas las máquinas térmicas reversibles que operan entre los mismos dos depósitos es la misma.
Una máquina térmica es un dispositivo que obliga a un sistema termodinámico a someterse a un proceso de ciclo continuo entre dos fuentes de calor de diferentes temperaturas. En cada ciclo, el sistema absorbe cierta cantidad de calor de una fuente de temperatura más alta, convierte una parte en trabajo y proporciona el resto como calor a una fuente de temperatura más baja. Los refrigeradores (bombas de calor) permiten transferir calor de una fuente fría a una fuente caliente, pero requieren trabajo externo.
Se utilizarán las siguientes fórmulas:
MÁQUINA TÉRMICA
𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑊𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜[pic 3]
𝑄𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑄𝐴 = 𝑊 + 𝑄𝐵
𝑄𝐵 = 𝑇𝐵[pic 4][pic 5]
= 𝑊
𝑄𝐴[pic 6]
𝑄𝐴 𝑇𝐴
𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝í𝑎 = 𝑄𝐴 − 𝑄𝐵[pic 7][pic 8]
𝑇𝐴 𝑇𝐵
MÁQUINA FRIGORÍFICA
𝛽 = 𝑄𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 = 𝑄𝐵[pic 9][pic 10]
𝑊𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑊
𝑄𝐴 = 𝑊 + 𝑄𝐵
𝑄𝐴 = 𝑇𝐴[pic 11][pic 12]
𝑄𝐵 𝑇𝐵
𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝í𝑎 = − 𝑄𝐴 + 𝑄𝐵[pic 13][pic 14]
𝑇𝐵 𝑇𝐵
[pic 15]MÁQUINA TÉRMICA
Es una máquina que opera en un ciclo termodinámico absorbiendo calor de un depósito de energía a alta temperatura, parte de este calor lo convierte en trabajo y el calor sobrante lo expulsa, hacia otro depósito de energía de baja temperatura.
La absorción o expulsión de calor en una maquina térmica se realiza mediante un fluido al que llamamos sustancia de trabajo, que puede ser un gas ideal en las maquinas térmicas ideales también llamadas máquinas de Carnot. Las maquinas térmicas de Carnot incluyen procesos reversibles en cambio las reales implican procesos irreversibles.[pic 16]
𝑇𝐻 = 𝑇𝑒𝑚𝑝. 𝑎𝑙𝑡𝑎 𝑄𝐻 Máquina W térmica 𝑄𝐿 𝑇𝐿 = 𝑇𝑒𝑚𝑝. 𝑏𝑎𝑗𝑎 | Balance energético alrededor de la maquina térmica 𝑄𝐻 = 𝑊 + 𝑄𝐿 Eficiencia termica 𝑊𝑝𝑟𝑜𝑑 𝜂 = 𝑄𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔 𝑄𝐻 − 𝑄𝐿 𝜂 = 𝑄𝐻 Entropía 𝑄𝐻 𝑄𝐿 ∆𝑆 = + 𝑇𝐻 𝑇𝐿 |
Válido solo para máquinas de Carnot 𝑇𝐻 − 𝑇𝐿 𝜂 = 𝑇𝐻 | Válido solo para máquinas de Carnot 𝑄𝐻 = 𝑄𝐿 𝑇𝐻 𝑇𝐿 |
[pic 17]MÁQUINA FRIGORÍFICA
Es una máquina que opera en un ciclo termodinámico, mediante cierta cantidad de trabajo agregado, extrayendo calor de un depósito de energía a baja temperatura y enviando calor a un depósito de energía de alta temperatura.
La absorción o expulsión de calor en una maquina frigorífica se realiza mediante un fluido al que llamamos sustancia de trabajo, que puede ser un gas ideal las máquinas frigoríficas ideales o máquinas frigoríficas de Carnot. La maquinas frigoríficas de Carnot implican procesos reversibles en cambio las maquinas frigoríficas reales implican procesos irreversibles.[pic 18]
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