Bienvenida
En la primera unidad, se presentaron las bases para la optimización de los recursos proporcionados por un proceso industrial. Para ello, se apoya en la primera ley de la termodinámica que, junto con el concepto de exergía y la segunda ley de la termodinámica, sirvieron para cumplir dicho propósito. Ahora están en condiciones de analizar los ciclos termodinámicos que son la base teórica de los sistemas productores de potencia y de refrigeración, indispensables para la industria.
Con el fin de analizar los sistemas industriales productores de potencia, se modelarán éstos por medio de ciclos termodinámicos ideales, de modo que ayuden a entender tales sistemas para obtener el máximo aprovechamiento de los mismos. Es importante tener claros los conceptos de la unidad anterior y de la segunda ley de la termodinámica, estudiada en la asignatura de Termodinámica I, ya que por medio de estos conceptos se analizarán los diversos ciclos de vapor, gas y combinados más utilizados para modelar sistemas industriales. Así mismo, a través de ciclos termodinámicos, se modelan sistemas de refrigeración de vapor y gas de sistemas comúnmente utilizados en la industria. La bomba de calor se analiza en este apartado, ya que funciona de manera muy similar a un sistema refrigerante. En el camino, evaluarás la eficiencia de los sistemas considerados
Al término de la unidad, serás capaz de analizar y diseñar sistemas de potencia de gas y vapor que son ampliamente utilizados en la industria. De igual manera, podrás analizar y diseñar sistemas de refrigeración e inyectores de calor.
Te darás cuenta de que el diseño debe promover el máximo aprovechamiento de la exergía de los sistemas, ya que las energías renovables hasta el momento son aprovechadas parcialmente, con eficiencias relativamente bajas. De modo que resulta primordial el desarrollo de sistemas de potencia y refrigeración con eficiencias muy altas para disminuir las pérdidas energéticas y económicas.
Por otra parte, la presente unidad te prepara para las asignaturas de los módulos 3 y 4 donde diseñarás sistemas industriales más específicos y especializados.
Sin los conceptos de esta unidad será muy difícil que logres desarrollarte adecuadamente en asignaturas posteriores donde tendrás que desarrollar sistemas industriales aprovechadores de energías renovables, porque invariablemente, en algún momento, tendrás que acoplar dispositivos productores de potencia de vapor y/o gas, así como refrigerantes, a los sistemas de energías renovables.
Competencia específica
Diseñar ciclos termodinámicos de procesos industriales simples mediante el uso de ciclos de potencia y de refrigeración para precisar la eficiencia en el consumo energético.
Logros
- Analizar y diseñar, a través de la primera y segunda ley de la termodinámica, aplicados a los ciclos termodinámicos, sistemas de gas y vapor productores de potencia, así como sistemas de refrigeración.
Contenido
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Cierre
El estudio de esta unidad te permitió adquirir los conocimientos necesarios para analizar los sistemas productores de potencia, así como los sistemas de refrigeración. Con estas herramientas, ahora eres capaz de diseñar tu propio sistema. Que no te intimiden sistemas que aparentan una gran complejidad, seguramente al analizar por separado sus componentes individuales te darás cuenta de que aquel sistema intratable, no lo es tanto. Te invitamos a resolver muchos problemas para tomar experiencia, habilidad, e incluso intuición, en el análisis y diseño de los sistemas aquí vistos.
¡Ánimo!
Fuentes de consulta
Básica
- Moran, M. J. y Shapiro, H. N. (2008). Fundamentals of engineering thermodynamics. 6ªed. John Wiley & Sons.
- Rolle, K. C. (2005). Thermodynamic and heat power. 6ª ed. Pearson Prentice Hall.
- Wark, K. (1984). Termodinámica. 4ª ed. McGraw-Hill.
Complementaria
- Jones, J.B y Hawkins, G. A. (1986). Engineering thermodynamics. 2ª ed. John Wiley & Sons.
- JHowell, J. R. y Buckius, R. O. (1990). Principios de termodinámica para ingeniería. McGraw-Hill.
- JSiemens AG. (2010). Catálogo de turbinas de gas industriales. Siemens AG.
- JSiemens AG. (2009). Catálogo de turbinas de vapor industriales. Siemens AG.