Cyclepad

PRÁCTICA DE TERMOTECNIA
(I.T.I. Mecánico)

ESTUDIO DE INSTALACIONES TÉRMICAS EMPLEANDO SOPORTE INFORMÁTICO. CYCLEPAD

Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos

Área de Máquinas y Motores Térmicos
Universidad Politécnica de Cartagena

Joaquín Zueco Jordán

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1. OBJETIVOS Los objetivos principales que se pretenden con la realización de la práctica son los siguientes:Facilitar al alumno una herramienta de trabajo de análisis de ciclos termodinámicos, principalmente los ciclos de refrigeración y bomba de calor. Construcción y análisis mediante un laboratorio virtual de diferentes casos problemas de teoría de la asignatura de Termotecnia. Afianzar los conocimientos adquiridos en la parte teórica de la asignatura. Por ejemplo el comportamiento de diferentes sustancias detrabajo al modificar sus propiedades térmicas, eficiencias de los ciclos, etc.

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2. CONCEPTOS TEÓRICOS Los conceptos teóricos para la realización de esta práctica se encuentran en el libro de teoría. El alumno debe de conocerlos para realizar la práctica. Repasar todo lo referente a los elementos que componen las diferentes instalaciones estudiadas, ciclos de refrigeración y bomba decalor, así como las características de los fluidos de trabajo, diagramas termodinámicos, etc. 3. MANUAL DEL PROGRAMA Cyclepad se trata de un laboratorio virtual, que permite a los estudiantes construir y analizar una variedad amplia de ciclos termodinámicos. Cyclepad se puede encontrar en versión de prueba en Internet en la siguiente dirección:http://www.qrg.ils.mwu.edu/projects/NSF/Cyclepad/aboutcp.htm (Northwestern University, The U.S. Naval Academy, and Oxford University) A continuación se expone un manual de funcionamiento para poder llegar a manejar y comprender el programa. 3.1 INTRODUCCIÓN Un ciclo termodinámico es una colección de componentes los cuales intercambian energía, unos toman calor y generan energía, son las máquinas térmicas, o reciben energía y producen calor, son lasmáquinas frigoríficas o bombas de calor. Así pues ejemplos de ciclos termodinámicos son las plantas de potencia, refrigeradores, plantas de propulsión y motores. Ciclepad nos ayuda a: Especificar la estructura de nuestro diseño, es decir las partes de que está compuesto y su interconexión.

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Analiza el diseño, indicando las consecuencias de las suposiciones que se han realizado. Talessuposiciones incluyen valores numéricos, es decir presiones, temperaturas de operación asumidas, o suposiciones relacionadas con el modelado del sistema, por ejemplo considerar un compresor isoentrópico. Ejecución de análisis de sensibilidad para comprender como las diferentes elecciones realizadas en el diseño contribuyen a los resultados. Cyclepad puede decir como la eficiencia de un sistemacambia según varía una función que depende de otros parámetros, por ejemplo la temperatura de entrada a la turbina.

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También se pueden realizar análisis en régimen permanente de sistemas abiertos y cerrados. En un sistema abierto hay un caudal másico que recorre la instalación, mientras que en un sistema cerrado no. Una turbina de gas o de vapor es un sistema abierto, mientras que un motor decombustión forma un sistema cerrado. Los análisis en régimen estacionario proporcionan una buena orientación inicial en el diseño conceptual, ya que en el diseño conceptual de ciclos termodinámicos las cuestiones importantes son las condiciones de operación y la estimación de la eficiencia y la producción de potencia, frío o calor. Las etapas posteriores del diseño son obtener las consecuenciastales como la respuesta del sistema a transitorios, desarrollo de procedimientos para la puesta en marcha y la parada, y que aseguren que el sistema es fácil de monitorizar y mantener. CyclePad trabaja en dos fases, (a) construcción del modelo, donde se emplea el editor gráfico para situar los componentes conectándolos entre ellos, y (b) análisis del modelo, donde se especifican el fluido de...