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Título: Optimización de equipos térmicos y termodinámicos con enfoque mecatrónico.
Autor: Valencia Alquedán, Santiago Joel
Palabras clave: CALDERA
ESPACIO DE ESTADO
Fecha de publicación: feb-2022
Editorial: Quito : EPN, 2022
Citación: Valencia Alquedán, S. J.(2022). Optimización de equipos térmicos y termodinámicos con enfoque mecatrónico. 70 hojas. Quito : EPN.
Resumen: Steam generators are equipment of great demand and use in the industrial sector. However, they have a high fuel consumption that has an impact on an unsustainable use of fossil resources. The objective of this work is the optimization of a 100 BHP fire tube Diesel steam generator using a mechatronic approach. To do this, he developed a mathematical model represented in state space; the model was simulated using open and closed loop control determining the best option in each process; the system was evaluated by varying different parameters in order to obtain those that optimize energy and exergetic efficiency and analyze their sensitivity. The parameters evaluated were the number of smoke tubes, type and thickness of the insulator in the tabor, temperature of the feed water and the disturbance of the ambient temperature. It was obtained as a result of the simulations that for the processes of initial heating to saturation and heating to the operating temperature it is better to use an open loop control, while in the operation process the use of a closed loop control is better. As a result of parametric optimization, energy and exergetic efficiency increased by 10.57% and 8.44% compared to the initial model. The most sensitive parameter is the water supply temperature, increasing energy efficiency by 11.57% for each degree Celsius, followed by the number of smoke tubes and the thickness of the insulator
Descripción: Los generadores de vapor son equipos de gran demanda y uso en el sector industrial. Sin embargo, poseen un alto consumo de combustible que repercute en un uso poco sostenible de los recursos fósiles. El objetivo de este trabajo consiste en la optimización de un generador de vapor Diesel pirotubular de 100 BHP mediante un enfoque mecatrónico. Para ello de desarrolló un modelo matemático representado en espacio de estado; se simuló el modelo usando control de lazo abierto y cerrado, determinando la mejor opción en cada proceso; se evaluó el sistema variando distintos parámetros con el fin de obtener aquellos que optimizan la eficiencia energética y exergética, y analizar su sensibilidad. Los parámetros evaluados fueron el número de tubos de humo, tipo y espesor del aislante en el tabor, temperatura del agua de alimentación y la perturbación temperatura ambiental. Se obtuvo como resultado de las simulaciones que para los procesos de calentamiento inicial hasta la saturación y calentamiento hasta la temperatura de operación es mejor el uso de un control de lazo abierto, mientras que, en el proceso de operación es mejor el uso de un control de lazo cerrado. Como resultado de la optimización paramétrica, la eficiencia energética y exergética incrementaron en un 10,57% y 8,44% respecto al modelo inicial. El parámetro más sensible es la temperatura de alimentación de agua, aumentando la eficiencia energética en un 11,57% por cada grado centígrado, seguido del número de tubos de humo y el espesor del aislante.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22435
Tipo: bachelorThesis
Aparece en las colecciones:TIC - Mecánica

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