ANÁLISIS ENERGÉTICO

ANÁLISIS ENERGÉTICO
CONSIDERACIONES AMBIENTALES:

Altitud : 20 msnm

Presión Atmosférica: 101.3 kPa

Temperatura: 19°C
Humedad relativa (80%)
 COMBUSTIBLE DIESEL 2:

Densidad específica: 850 𝑘𝑔/𝑚3

Poder calorífico inferior : 43 𝑀𝐽/𝐾𝑔

Flujo másico del combustible:0.3827 Kg/s
POTENCIA DEL COMBUSTIBLE
Potencia liberada por el combustible.
𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 = 𝑚𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 ∗ 𝑃𝐶𝐼
𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 = 0.3827
𝑘𝑔⁄
𝑀𝐽
𝑠 ∗ 43 ⁄𝑘𝑔
𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 = 16.46 𝑀𝑊
PÉRDIDAS MECÁNICAS
Consideramos:
 Pérdidas en la caja reductora:
Los reductores de velocidad están estrechamente relacionado con su capacidad
para evitar las pérdidas de energía. Dentro de la caja reductora, los niveles de fricción
entre las diferentes piezas o la calidad de los materiales utilizados, puede condicionar la
potencia de salida.
𝑃𝑐𝑎𝑗𝑎 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑎 = 0.578% ∗ 𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
𝑃𝑐𝑎𝑗𝑎 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑎 = 0.095 𝑀𝑊
 Pérdidas misceláneas:
𝑃𝑚𝑖𝑠𝑐𝑒𝑙á𝑛𝑒𝑎𝑠 = 0.85% ∗ 𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
𝑃𝑚𝑖𝑠𝑐𝑒𝑙á𝑛𝑒𝑎𝑠 = 0.139 𝑀𝑊
 Pérdidas mecánicas:
Por fricción, por bombeo y por accionamiento de auxiliares.
𝑃𝑚𝑒𝑐á𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 = 0.617% ∗ 𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
𝑃𝑚𝑒𝑐á𝑛𝑖𝑐𝑎𝑠 = 0.1015 𝑀𝑊
PÉRDIDAS TÉRMICAS:
 ESCAPE:

T. salida: 368 °K.

T. ambiental: 292 °K.
 RADIADOR:

T. entrada: 320 °K.

T. salida: 339 °K.
 MOTOR:

T. ambiental: 350 °K.

Carter: 353 °K.
 Flujo de calor de los gases de escape:
𝑄𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑝𝑒 = 𝑚𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 ∗ 𝐶𝑝 ∗ (𝑇𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 − 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 )
Donde:
𝑄𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑝𝑒 : 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑙𝑖𝑏𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑜𝑠 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑝𝑒 (𝐾𝐽⁄𝑠)
𝑚𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 : 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑠𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠(𝑘𝑔/𝑠)
𝐶𝑝 : 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠
𝑇𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = 368 °𝐾
𝑇𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 = 292°𝐾
𝑄𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑝𝑒 = 3.144 𝑀𝑊
También:
𝑚𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 = 𝑚𝑎𝑖𝑟𝑒 + 𝑚𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
 Flujo de calor de agua de enfriamiento:
𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑚𝑎 ∗ 𝐶𝑎 ∗ (𝑇𝑠 − 𝑇𝑒 )
Donde:
𝑚𝑎 : 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟
𝑐𝑎 : 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝐾𝐽⁄𝑘𝑔°𝑐)
𝑇𝑠 = 339 °𝑘
𝑇𝑒 = 320 °𝑘
𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 2.881 𝑀𝑊
 Flujo de calor perdido por convección y conducción:
𝑃𝐾−𝑐 = 16.1% ∗ 𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
𝑃𝐾−𝑐 = 2.65 𝑀𝑊
PERDIDAS ELÉCTRICAS:
 Consumo eléctrico:
𝐶𝑒 = 0.575% ∗ 𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
𝐶𝑒 = 0.095 𝑀𝑊
 Potencia eléctrica:
Según el manual de motores la Potencia eléctrica:
𝑛𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 = 0.967
𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 7.68 𝑀𝑊
𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 𝑛𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 ∗ 𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 7.43 𝑀𝑊
DIAGRAMA DE SANKEY
Potencia del
combustible: 16.46 MW
(100%)
Pérdidas mecánicas:
0.1015 MW (0.617 %)
Pérdidas en la caja
reductora: 0.095 MW
(0.578 %)
Pérdidas misceláneas:
0.139MW (0.85 %)
Flujo de calor de los gases de
escape: 3.144 MW (19.1 %)
Consumo eléctrico
=0.095 MW (0.575%)
Flujo de calor del agua de
enfriamiento: 2.881 MW
(17.5%)
Flujo de calor perdido
por convección y
conducción: 2.65 MW
(16.1 %)
Potencia Eléctrica = 7.4 MW (44.9 %)
RESULTADO
 RENDIMIENTO ELÉCTRICO
𝑛𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 =
𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
∗ 100%
𝑃𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
𝑛𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 = 44.9%