Practica EES

Modelización de sistemas
térmicos mediante el programa
Engineering Equation Solver

Joaquín Zueco Jordán
Área de Máquinas y Motores Térmicos
UPCT

EES ha sido desarrollado por dos profesores, el Dr. William
Beckman y el Dr. Sanford Klein, ambos de la Universidad de
Wisconsin.

EES proporciona la solución numérica de un conjunto de
ecuaciones algebraicas. También se puede utilizar para:
-Resolver diferenciales y ecuaciones integrales.
- Hacer optimización.
- Proporcionar los análisis de incertidumbre y regresión lineal
y no lineal.
- Generar gráficos con calidad de publicación.

EES se puede utilizar para resolver problemas de diseño en el que
los efectos de uno o más parámetros deben ser determinados.
Estudio paramétrico mediante una tabla, que es similar a una hoja
de cálculo. Elusuario identifica las variables independientes
mediante la introducción de sus valores en las celdas de tabla.
EES calcula los valores de las variables dependientes de la tabla.
Base de datos de propiedades termodinámicas y de transporte es de
gran ayuda en la solución de problemas en termodinámica,
mecánica de fluidos y transferencia de calor.
Se puede utilizar para muchas aplicaciones deingeniería, es ideal
para la docencia en los cursos de ingeniería mecánica y para el
ingeniero en la práctica de su profesión frente a la necesidad de
resolver problemas prácticos.

Hay dos grandes diferencias entre EES y otros programas similares:
i) EES permite a las ecuaciones con variables desconocidas
colocarlas en cualquier orden. EES reordena automáticamente las
ecuaciones para obtener una solucióneficiente.
ii) EES proporciona muchas funciones integradas de propiedades
matemáticas y termofísicas útiles para los cálculos de ingeniería.
Las propiedades de transporte también están disponibles para una
gran cantidad de sustancias.

http://www.mhhe.com/engcs/mech/ees/whatisees.html
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Versiones utilizadas

- La biblioteca de las funciones matemáticas y de propiedades
termofísicas de EES es extensa. EES también permite que el
usuario introduzca sus relaciones funcionales propias de tres
maneras diferentes:
. Mediante tablas, para el acceso y la interpolación de
datos, demodo que los datos se pueden usar directamente
en la solución del conjunto de ecuaciones.
. El lenguaje de EES permite la inclusión de funciones,
procedimientos y módulos escritos por el usuario.
. Compilado funciones y procedimientos, escritos en un
lenguaje de alto nivel, como Pascal, C o FORTRAN, puede
ser dinámicamente vinculados con EES.

Problema 1

3

T

4

2s 2
4s
1

s

Motor turbina degas para aplicación aérea

Ciclo combinado de Iberdrola en Escombreras (fuente: http://www.iberdrola.es)

Fuente: http://www.explainthatstuff.com/turbines.html

Problema a resolver:
- Grupos de dos alumnos
- Elegir uno de los siguientes problemas:
. Turbina de gas regenerativa
. Turbina de gas con recalentamiento
. Turbina de gas con refrigeración en la compresión
. Turbina de gasregenerativa con recalentamiento
. Turbina de gas regenerativa, con refrigeración en la
compresión y recalentamiento intermedio

Esquema de la instalación regenerativa
y

Q& e
Regenerador

2

4

CC
x

3

C

T

W& t
1
3

T

hx − h2
η reg =
h4 − h2

4

x
2s 2

Regeneración

4s

Potencial de
regeneración

y
1

s

Turbina de gas con recalentamiento
Q& e

Q& e

CC
2

Recalen
3

C

T1

T2
W& t

4
1
3

Tb

a
2

4
c

1
S

Turbina de gas con refrigeración en la compresión
Q& s

d

Refrigerador
(intercooler)

c

2

C1

W& c

C2

1
p

P2

P1

2

2`
’

d

c

T
P2
2 2`
’

Pi
1

d

P1
c Pi
1

ν

s

Turbina de gas regenerativa con recalentamiento
y

Regenerador

Q& e

Q& e

x
Recalen

CC
2

4

3

C

T1

T2
W& t

1
3

T
x
2

b

a
4

1
S

Turbina de gas regenerativa, con refrigeración en la...