Plasma gasification: state of the art, modeling and applications

The objective of this project is to model a plasma gasification system and its integration into a system of electricity production. This device consists of a «downdraft" gasifier coupled with a plasma torch . This torch can reach very high temperatures, and has the advantage of being an independent source of heat that is not affected by the characteristics of the raw material. Under these conditions, the production of tars and other undesirable compounds in the synthesis gas is avoided. Moreover, the inorganic portion of the feedstock becomes vitrified slag which can be used as construction material. This technology is normally poses for waste disposal, especially those considered hazardous in these cases, the synthesis gas produced is often considered an extra rather than the main objective of the project. This work presents an analysis from the energetic. Due to the various operating parameters with which to act (plasma power and gasifying agents), the efficiency of the process can vary widely. Therefore, in this work process modeling for optimization and integration in a system for electricity generation is addressed. The methodology followed consisted of literature reviews, process simulations with the software Engineering Equation Solver (EES ) and implementation of the parametric analysis

Structure optimization and exergy analysis of a two-stage TEC with two different connections

This paper develops three dimensional numerical models of a two-stage series-connected TEC model and a two-stage parallel-connected TEC model. NSGA-II is used to optimize their electric current, height of lower stage and ratio of channel width and thickness of fin in the case of constant thermoelectric material volume. Two objectives, exergy efficiency and irreversibility are considered simultaneously. The optimal values one Pareto front are obtained by three decision making methods, Shannon''s entropy, TOPSIS and LINMAP, while deviation index is a criterion for evaluating three decision making methods. Sensitive analysis has been carried out to investigate the influence of three variables to be optimized. And TEC with and without plate-fin heat exchanger have been compared. The results show that solution selected by LINMAP is the most compromising solution. The parallel connected TEC saves about 50% of the power consumption compared to the series connected TEC under the same temperature difference. Optimal variables are discussed to obtain the most energy efficient solution with optimal configuration and plate-fin heat exchanger

Diseño de un ciclo de refrigeración con fines educativos para el análisis de los balances de energía en la parte del refrigerante y en la del aire

El objetivo de este proyecto es diseñar un ciclo de refrigeración didáctico, incluyendo los cálculos teóricos y el proceso de selección de componentes. Para ello se revisarán los conceptos básicos de un ciclo de refrigeración, así como sus componentes incluyendo una introducción a los ciclos de refrigeración estándar, sus componentes principales y accesorios. Además, se describirán tanto las propiedades de los refrigerantes como las diferentes clases existentes, determinando el refrigerante seleccionado para el ciclo. Con propósito educativo se calculará y diseñará un ciclo de refrigeración portátil. Los fundamentos del ciclo serán su compacidad y sencillez para que sirva de modelo a educadores y estudiantes. Con este fin se toma el compresor semi-hermético KM-5X de la serie S de Copeland como punto de partida. La selección del resto de los componentes se hará de acuerdo las limitaciones prácticas y requerimientos impuestos por los propios componentes elegidos y constará de piezas de proveedores como Fischer Kälteklima, Danfoss, Carel, Swagelok, Refairco, L'Unité Hermetique y Reiss Kälte-Klima. La definición completa del sistema será posible debido a los cálculos teóricos que determinarán el punto de funcionamiento del sistema, así como la caída de presión en los intercambiadores de calor para el punto de operación teórico calculado en la fase de diseño. La estimación de las pérdidas de carga ocasionadas en los intercambiadores considerará tanto la parte del refrigerante, dentro de los tubos de ambos intercambiadores, como la del aire, producidas al atravesar transversalmente el aire el banco de tubos que incluye aletas planas en forma de placas continuas. Con esta configuración resultante será posible, en el futuro, hacer mediciones experimentales con el fin de probar o desestimar los cálculos teóricos. Para contribuir al desarrollo teórico del ciclo y facilitar su comprensión y futura utilización se elaborarán un diagrama de tuberías e instrumentación y una recreación del ciclo y sus componentes con el programa Solidworks. Además, se incluirán consejos prácticos para la puesta en marcha del ciclo una vez finalizada su construcción, así como sugerencias para posibles pruebas experimentales a realizar en el mismo en un futuro

Análisis de alternativas para la rehabilitación Energética de una vivienda particular

El objetivo principal de este proyecto es escoger una opción final para poder llevar a cabo una rehabilitación energética de una vivienda unifamiliar situada en Zaragoza, en el barrio rural de Garrapinillos. Principalmente se desea obtener una reducción del consumo de energía y, a su vez, una reducción de las emisiones

Generadores termoeléctricos accionados por el calor humano para dispositivos portátiles. Estado del arte y modelado térmico sencillo

Revisión del estado del arte en la aplicación de la tecnología termoeléctrica para alimentar pequeños dispositivos portátiles a partir del calor humano (tipos de dispositivos, aplicaciones, potencial futuro, etc.). Desarrollo de un modelo térmico sencillo de uno de estos dispositivos. El modelo permitirá analizar la influencia de los parámetros internos del generador termoeléctrico, la configuración del disipador y la temperatura ambiente en la producción de energía

Energy analysis of a ceramic kiln

Este proyecto consiste en el análisis de un horno cerámico, así como el gasto de combustible, rendimiento y composición de los gases de escape. También se centra en el estudio de la posibilidad de ahorrar energía a través de los gases de combustión y diseño del sistema

SIMULACIÓN DE UN RECUPERADOR DE CALOR PARA GASES DE ESCAPE BASADO EN MATERIALES TERMOELÉCTRICOS

EL OBJETIVO DE ESTE TRABAJO ES ANALIZAR UN RECUPERADOR DE CALOR DE LOS GASES DE ESCAPE DE UN AUTOMÓVIL BASADO EN MATERIALES. LA MISIÓN DE DICHO TRABAJO ES PRODUCIR ELECTRICIDAD QUE SUSTITUYA (AL MENOS PARCIALMENTE) AL ALTERNADOR DEL VEHÍCULO, AUMENTANDO LA EFICIENCIA DEL MISMO. EL ESTUDIO INCLUYE REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA DE EXPERIENCIAS PREVIAS DE ESTA TECNOLOGÍA Y EL DESARROLLO DE UN MODELO DE DICHO RECUPERADOR

Integración de generadores termoeléctricos (TEG) en una caldera doméstica de biomasa

En el presente trabajo se ha realizado una simulación de dos modelos de transferencia de calor, en los cuales se han integrado una serie de generadores termoeléctricos en dos zonas de una caldera de biomasa. En la parte superior la refrigeración se ha realizado mediante un flujo de agua, mientras que en la parte inferior se ha utilizado aire como refrigerante.<br /

Simulación y análisis exergético de un generador termoeléctrico integrado en una caldera de biomasa

En este trabajo fin de grado se realiza un análisis exergético de un generador termoeléctrico a través de dos modelos desarrollados para una caldera de biomasa, utilizando el programa Engineering Equation Solver (EES). En primer lugar, se hace una breve introducción, y un enfoque personal del trabajo. Más tarde, se realiza un breve resumen de los conceptos necesarios para entender este tipo de tecnología. Posteriormente, se realiza una revisión bibliográfica de diferentes artículos científicos en los que se estudian y analizan este tipo de generadores. Esta revisión es de suma importancia para el diseño posterior debido a que recopila datos importantes y resultados orientativos, que facilitarán las labores de cálculo y análisis de resultados. Una vez hecha la revisión bibliográfica, se procede a crear el diseño y modelado de un generador termoeléctrico implantado en la salida de los gases de combustión de una caldera de biomasa, mediante el programa de cálculo EES. El capítulo se divide en cinco apartados: en el primero de ellos, se detalla la descripción geométrica del sistema; en el segundo, se caracteriza el tipo de generador termoeléctrico (TEG) a implantar; en el tercero se calculan las especificaciones técnicas del dispositivo que no aparecen en su hoja de características técnicas; en el cuarto se estudia la combustión, sin verse modificada esta para ninguno de los dos modelos; en el quinto se estudia el sistema recuperador, subdividiéndolo en los dos modelos planteados; y para concluir el capítulo, se plantean los balances exergéticos para el posterior análisis exergético de ambos modelos. Se presentan los resultados obtenidos y ser realiza una serie de análisis de sensibilidad a partir de ambos modelos Por último, se extraen las conclusiones del trabajo

Análisis energético y exergético de una fundición de hierro.

El objetivo del trabajo es realizar un análisis energético y exergético de los principales elementos de una fundición (hornos de fusión y de colada). Este análisis estará basado en medidas y datos de diseño y, cuando no se disponga de ellos, se utilizará bibliografía. Como resultado se obtendrán indicadores de rendimiento, se cuantificarán las principales pérdidas y se plantearán posibles formas para mejorar la eficiencia de los procesos. En primer lugar, se analizará la información disponible sobre los equipos y su funcionamiento (características, flujos de entrada y salida, temperaturas, consumos etc.) y se realizará una revisión bibliográfica. Esto permitirá realizar balances de materia, energía y exergía a los equipos y determinar indicadores de rendimiento. Dichos balances se realizarán con hojas de cálculo. Finalmente, se esbozarán medidas a tomar para mejorar la eficiencia de la fundición.<br /