Curso Ees

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Por Néstor Fonseca
1. GENERALIDADES

EES permite proveer solución numérica a un set de ecuaciones algebraicas lineales ó no lineales, diferenciales e integrales, también para optimización, análisis de incertidumbre, regresión lineal y no lineal y generar directamente textos y ecuaciones para publicaciones.
Dos diferencias con respecto a otros programas:
• Las ecuaciones yvariables desconocidas pueden ser ingresadas en cualquier orden.
• Posee una base de información enorme de propiedades matemáticas y termofísicas útiles en el ámbito de la ingeniería.

Por ejemplo, las tablas de vapor son implementadas de tal forma que cualquier propiedad termodinámica puede ser obtenida a partir de otras dos propiedades. De forma similar para la mayoría de refrigerantes,amoniaco, metano, dióxido de carbono y otros fluidos. Las propiedades del aire son obtenidas a partir de las funciones psincrométricas y para los gases y sólidos mas comunes a partir de los datos JANAF. Este es un programa externo desarrollado por la Nasa para definir el Cp, H y S de más de 400 sustancias en función de la temperatura.

De acuerdo a la experiencia a nivel de docencia, esta demostradoque el estudiante debe resolver problemas como parte de su formación y para esto debe revisar y extrapolar datos de tablas sobre las propiedades de los fluidos y resolver un sistema de ecuaciones que en algunas ocasiones resulta complejo sabiendo que lo que se esta evaluando no es algebra. Cuando el estudiante se ha familiarizado con las tablas apropiadas, el uso repetitivo de las tablas nocontribuye a su formación. El tiempo y esfuerzo requerido por el estudiante para resolver el problema y buscar los valores indicados en las tablas impide que se profundice en lo realmente importante que es el análisis del problema, el diseño ó mejora de nuevos sistemas o equipos. EES esta diseñado para enseñar.

Dentro del proceso de optimización de sistemas térmicos, EES es una herramientaespecialmente útil para los análisis en régimen estático. Sin embargo permite encontrar soluciones preliminares en sistemas donde el componente dinámico es importante. Un análisis más en detalle para optimización puede partir de los resultados de la modelación de sistema con EES y considerar el efecto dinámico por ejemplo el efecto de la radicación solar en un edificio o la variación de la energía internade un sistema de un colector solar, sistemas en los cuales su comportamiento depende del paso del tiempo.
Para este análisis en régimen “transiente” en el área térmica se utiliza programas como TRNSYS desarrollado también por UW. En el ejemplo del edificio mostrado a continuación EES fue usado como una fotografía instantánea para detectar los problemas más significativos con respecto a lascargas térmicas y el funcionamiento del equipo de ventilación y acondicionamiento de aire para buscar soluciones rápidas a los problemas de los ocupantes. Luego se efectuó un segundo modelo usando TRNSYS el cual incluyo el efecto de la radiación solar sobre muros y ventanas para optimizar el sistema de control de los equipos, considerando la carga térmica acumulada en los muros, muebles y equiposdentro del edificio para producir finalmente un ahorro significativo de la demanda de energía.

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LISTA DE PROPIEDADES

• Resuelve simultáneamente 6,000 ecuaciones no lineales (12,000 en versión profesional)
• Las ecuaciones pueden ser ingresadas en cualquier orden en el editor.
• Velocidad computacional extremadamente rápida.
• Propiedades termodinámicas y funcionesde transporte de alta precisión para fluidos.
• Gráficos T-s, P-v, P-h, etc. de fluidos.
• SI e Ingles de unidades.
• Posibilidad de conversión de unidades y chequeo automático de consistencia de las unidades utilizadas.
• Posibilidad de estudios paramétricos mediante el uso de tablas
• Capacidad simple y multivariada de optimización de una variable.
• Uso de...