Termodinamica

TEMA 4

El Trabajo colaborativo N° 2, tiene como objetivo realizar los respectivos cálculos termodinámicos sobre algunos de los equipos que se establecen en el proyecto para cogeneración y optimización de energía. Para los grupos que han trabajado el TEMA 4, se escogen los siguientes equipos:

 Caldera

 Bomba de agua desaireada de alimentación a la caldera

 Compresor que comprime el gas carbónico.

Se debe recordar que la caldera emplea agua desaireada que proviene de una mezcla de agua fresca desmineralizada y condensados recuperados de los turbocompresores. Para la caldera se emplean diversos combustibles que se queman con aire comprimido.

Actividades:

Realice los siguientes cálculos termodinámicos:

1. Determine la temperatura de la mezcla de corrientes al interior del desaireador, suponga que los cambios en las energías cinética y potencial, así como las pérdidas de calor son insignificantes.

2. Determine la cantidad de calor requerido en la caldera para la formación del vapor asignado a su grupo.

3. Determine la cantidad de carbón requerido en la combustión y la cantidad de dióxido de carbono generado (recuerde la ecuación estequiométrica de la combustión).

4. Determine la relación aire/combustible para la caldera.

5. Determine el trabajo realizado por la bomba teniendo en cuenta que el líquido que es impulsado ingresa a presión atmosférica suponiendo que el equipo se encuentra ubicado en Bogotá.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍAS E INGENIERÍA

TEMA DE PROYECTO – TERMODINÁMICA Trabajo Colaborativo 2

6. Para el compresor encuentre la temperatura de salida del gas carbónico.

A continuación se presentan los datos asignados a su tema y a partir de los cuales

debe desarrollar todos los cálculos.

DESAIREADOR VALOR UNIDAD

Temperatura de agua fresca 12 °C

Temperatura de condensado 40 °C

Pérdida de agua desaireada 2 %

CALDERA VALOR UNIDAD

Vapor generado 20000 Kg/hr

Presión de vapor saturado 150 PSI

Eficiencia de la Caldera 0,82

Porcentaje de agua fresca 35 %

Combustible Propano

Eficiencia de la combustión. 85 %

BOMBA VALOR UNIDAD

Caudal Maximo 25000 m3/hr

Presión descarga 160 PSI

COMPRESOR GAS CARBÓNICO VALOR UNIDAD

Porcentaje de gas carbónico recuperado

en la columna con respecto a la cantidad

total generada en la combustión

60 %

Temperatura de ingreso del gas carbónico 150 °C

Trabajo teórico realizado por el compresor 10 W

Eficiencia del compresor 0,78

Tabla 1: Datos base para el desarrollo de cálculos termodinámicos.

La lectura de las entalpías para los diferentes fluidos

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