Tecnología Energética y Medio Ambiente Ii
Tecnología Energética y Medio Ambiente Ii
Jaén González, Antoni / Carreras Planells, Ramon / Montserrat Ribas, Salvador / Casals Casanova, Miquel
El objetivo general de esta publicación es ofrecer una visión amplia de las fuentes, las transformaciones y las aplicaciones tecnológicas de la energía. En cuanto al medio ambiente, se centra en el conocimiento de los aspectos normativos y de legislación estatal y europea, sin entrar a analizar en detalle los aspectos relacionados con la preservación, la contaminación en sus di...
Sinopsis
El objetivo general de esta publicación es ofrecer una visión amplia de las fuentes, las transformaciones y las aplicaciones tecnológicas de la energía. En cuanto al medio ambiente, se centra en el conocimiento de los aspectos normativos y de legislación estatal y europea, sin entrar a analizar en detalle los aspectos relacionados con la preservación, la contaminación en sus diversos aspectos y la eliminación de fuentes de riesgos. En cuanto a la tecnología energética, pretende dar a conocer las diferentes fuentes de energía, los combustibles, la combustión como fuente de obtención de energía térmica y su utilización para la obtención de energía mecánica y eléctrica mediante las máquinas térmicas directas (motores de combustión interna, turbinas de gas y turbinas de vapor), las máquinas inversas o de refrigeración, así como la obtención conjunta de calor y electricidad mediante la utilización de la cogeneración. Asimismo, se introducen las energías alternativas y, entre ellas, la energía solar. Para el seguimiento correcto de esta publicación se requieren conocimientos de termodinámica en sus aspectos básicos y de aplicación. Ello implica conocer los principios de la termodinámica y de las magnitudes utilizadas (entalpía, energía interna, entropía,...) y el planteamiento de balances de energía, entropía y exergía en todo tipo de dispositivos. Asimismo, es conveniente conocer los diagramas termodinámicos y las tablas de propiedades termodinámicas, y su manejo.
Índice
Módulo 4 Máquinas térmicas directas. Introducción y objetivos del módulo. Motores alternativos de combustión interna.
Introducción. Características comunes de los motores alternativos de combustión interna. Curvas características de un motor. Exigencias y procedimientos de regulación de los MACI. La renovación de la carga. Predicción teórica y análisis experimental del rendimiento de los MACI. Emisiones contaminantes de los MACI. Ciclos de potencia con turbinas de vapor. Esquema general de una instalación con turbina de vapor. Ciclo de Rankine. Representación en los diagramas t-s y h-s. Principales transferencias de calor y trabajo. Rendimiento térmico. Mejora del rendimiento del ciclo de Rankine ideal . Efecto de las irreversibilidades. Modificaciones del ciclo de Rankine ideal. Turbinas de gas. Introducción. Ciclo de Brayton de aire estándar. Principales transferencias de calor y trabajo. Análisis de los parámetros que influyen en el rendimiento de turbinas de gas. Trabajo máximo y rendimiento máximo. Ciclo real de Brayton. Efecto de las irreversibilidades. Modificaciones del ciclo de Brayton ideal. Aplicaciones. Ejercicios de MACI. Ejercicios de turbinas de vapor y turbinas de gas. Módulo 5 Cogeneración. Introducción y objetivos del módulo. Concepto de cogeneración: Ventajas e inconvenientes. Situación de la cogeneración en España y en Cataluña. Mapa energético de un centro consumidor. Criterio de selección de tamaño. Tecnologías utilizadas: MACI, turbinas de gas, turbinas de vapor. Comparación. Tipos de instalaciones con turbina de vapor. Tipos de instalaciones con turbinas de gas. Instalaciones con MACI. Criterios de eficiencia en cogeneración. Rendimiento eléctrico. Rendimiento de generación de calor de proceso.Factor de utilización de la energía. Rendimiento eléctrico equivalente y artificial. Consumo específico de combustible. Ahorro de combustible e índice de ahorro de energía primaria. Relación calor-electricidad. Rendimientos energéticos. Módulo 6 Máquinas frigoríficas. Introducción. Introducción a las máquinas frigoríficas. Sistemas de producción de frío. Ciclo inverso de Carnot. Irreversibilidades y limitaciones del ciclo inverso de Carnot . Ciclo de Carnot con gas. Ciclo de Carnot con vapor condensable. Refrigeración por compresión de gas (ciclo inverso de Brayton). Conclusiones del ciclo de refrigeración de Brayton. Variantes del ciclo de refrigeración de Brayton. Refrigeración por compresión de vapor (ciclo inverso de Rankine). Refrigerantes. Refrigeración por absorción. Apéndice. Refrigerantes.
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