Análisis termodinámico de la cogeneración de un motor de combustión interna acoplado a sistemas de refrigeración por absorción

El objetivo de este trabajo es realizar un análisis energético y exergético de un sistema de cogeneración compuesto por un motor de combustión interna y un sistema de refrigeración por absorción mediante el software DSWIM. Se realizó un modelo termodinámico para ajustar las propiedades. Con el uso de los balances de masa y energía se calcularon parámetros de eficiencia basados en la Primera Ley de la Termodinámica. Con el uso del balance exergético se calcularon las eficiencias exergéticas del MC, SRA y del sistema total. Se obtuvo una potencia en el MCI de 1452kW con una eficiencia térmica de 31.68%. Se obtuvo una eficiencia global del sistema de 35.01%, donde se observa el crecimiento gracias al sistema de refrigeración el cual es de un 9.51%. La mayor irreversibilidad ocurre en la combustión, que participa en la media con el 75.42% de la total. La eficiencia exergética en el MCI fue de 31.38%. El calor extraído del evaporador fue de 153.06 kW, con un COP obtenido de 0.13. la eficiencia exergética del SRA fue de 31.62%, mientras que la eficiencia exergética global fue de 36.90%.RESUMEN 1ABSTRACT 21. Capítulo I. Descripción del trabajo de investigación 31.1. Introducción. 31.2. Objetivos. 61.2.1. Objetivo general. 61.2.2. Objetivos específicos. 61.3. Estructura de la tesis. 71.4. Revisión de literatura. 81.4.1. La biomasa. 81.4.2. Biodigestión y Biogás. 91.4.3. Cogeneración 111.4.4. Sistemas de Refrigeración por Absorción. 131.4.5. Fluido de Trabajo para la refrigeración por absorción. 151.4.6. Coeficiente de Desempeño. 161.5. Estado del arte 172. Capítulo II. Caracterización de los parámetros operativos 232.1. Introducción. 232.2. Materiales y métodos 252.2.1. Caracterización del biogás. 252.2.2. Parámetros operativos del motor a combustión interna. 252.2.3. Parámetros del sistema de Refrigeración 252.3. Resultados 262.3.1. Caracterización del combustible. 262.3.2. Parámetros operativos del motor a combustión interna 272.3.3. Parámetros del sistema de refrigeración. 282.4. Conclusiones. 283. Capítulo III: Modelo de Cogeneración usando herramientas computacionales (DWSIM®). 303.1. Introducción 303.2. Materiales y métodos. 323.2.1. Simulación del proceso cogeneración mediante el uso de herramientas computacionales (DWSIM®). 323.2.1.1. Selección del modelo de ecuaciones de estado. 323.2.2. Simulación del Motor de Combustión Interna. 333.2.3. Simulación del Modelo de Refrigeración. 363.2.4. Análisis energético del sistema de cogeneración. 383.3. Resultados. 393.3.1. Simulación del modelo de combustión interna 393.3.2. Simulación del modelo de refrigeración 423.4. Conclusiones 454. Capítulo IV. Análisis Exergético del sistema de cogeneración. 464.1. Introducción. 464.2. Materiales y métodos. 484.2.1 Balance de exergía: cálculo de la exergía destruida y la eficiencia exergética. 484.2.2.1 Calculo de la exergía destruida y eficiencia exergética. 504.3. Resultados. 524.3.1. Exergía destruida en el MCI y SRA. 524.3.2. Eficiencia Exergética del MCI y SRA. 545. Conclusiones Generales y futuros trabajos 575.1. Objetivo específico I: Caracterización de los parámetros del MCI y SRA. 575.2. Objetivo específico II: Modelo de Cogeneración usando herramientas computacionales (DWSIM®). 575.3. Objetivo específico III: Análisis Exergético del sistema de cogeneración 585.4. Futuros trabajos. 586. Bibliografía. 59MaestríaMagíster en Ingeniería MecánicaTrabajos de Investigación y/o Extensió