Dissertacion physica : origen, y formacion del terremoto,padecido el dia primero de noviembre de 1755, las causas que lo produxeron, y las que a todos los producen, Presagios, que entecedentemente anuncian este temible Metheoro, y explicacion de todas las cuestiones, que sobretan estraño Phenomeno pueden hacerse ...

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Enfoque práctico enla enseñanza del Ciclo Orgánico de Rankine (ORC) en un curso de termodinámica aplicada

Higher Education Institutions must consider the most recently developed technologies to increase energy efficiency. A significant share of the heat used in industry is wasted while still being at usable temperature levels and hence a significant energy saving potential is present in this sector. The Organic Rankine Cycle (ORC) is a system that uses low-grade waste or renewable heat to produce electricity and lower grade heat and can be integrated into a variety of applications. In this paper, an introduction to ORCs is presented, and then, a practical example of a laboratory session using an experimental test bench based in this technology in a last year bachelor’s degree course is detailed. A commercial ORC machine was run in the laboratory session, where the students were able to explore its operation through the graphical interface. They applied the main thermodynamic concepts in the interpretation of the behavior and seen the utility of this science in recently developed environmentally friendly technologies. Then, the students simulated a real case based on the valorisation of exhaust gases from an engine installed in a wastewater treatment plant. Students agreed that the combination of both parts in this session is beneficial for their understanding and that ORC machines are a viable solution to control climate change.Las instituciones de educación superior deben considerar las tecnologías desarrolladas más recientemente para aumentar la eficiencia energética. Una parte importante del calor utilizado en la industria se desperdicia mientras se mantiene en niveles de temperatura utilizables y, por lo tanto, existe un potencial significativo de ahorro de energía en este sector. El Ciclo de Rankine Orgánico (ORC) es un sistema que utiliza residuos de bajo grado o calor renovable para producir electricidad y calor de menor grado y se puede integrar en una variedad de aplicaciones. En este documento, se presenta una introducción a los ORC y, a continuación, se detalla un ejemplo práctico de una sesión de laboratorio con un banco de pruebas experimental basado en esta tecnología en un curso de licenciatura del año pasado. Se ejecutó una máquina de ORC comercial en la sesión de laboratorio, donde los estudiantes pudieron explorar su funcionamiento a través de la interfaz gráfica. Aplicaron los conceptos termodinámicos principales en la interpretación del comportamiento y vieron la utilidad de esta ciencia en tecnologías recientemente desarrolladas amigables con el medio ambiente. Luego, los estudiantes simularon un caso real basado en la valorización de los gases de escape de un motor instalado en una planta de tratamiento de aguas residuales. Los estudiantes acordaron que la combinación de ambas partes en esta sesión es beneficiosa para su comprensión y que las máquinas ORC son una solución viable para controlar el cambio climático

Optimización teórica del ciclo Rankine orgánico (ORC) para el aprovechamiento de fuentes térmicas de baja temperatura

El aprovechamiento de fuentes térmicas de baja temperatura mediante el Ciclo Rankine Orgánico (ORC) representa una medida de ahorro y eficiencia energética que puede contribuir con numerosos beneficios para los usuarios. En este sentido, la eficiencia del ORC desempeña un papel fundamental en la viabilidad de los proyectos. Teniendo esto en cuenta, en este trabajo se evalúan diversos métodos señalados en la literatura para aumentar la eficiencia de los sistemas ORC. Dichos métodos consisten principalmente en una selección adecuada del fluido de trabajo, configuración de ciclo y características del expansor. Para llevar a cabo esta evaluación se hace uso de un modelo teórico de ORC, el cual ha sido previamente desarrollado y validado a partir de datos experimentales de operación de un módulo ORC. De este modo, a partir del punto de diseño del módulo ORC para el caso de aplicación industrial, se pondrán a prueba las mejoras que incorpora el sistema y se evaluarán los diferentes métodos de optimización.Ministerio de Industria. Generalitat Valenciana, Expander Tech - Rank®, Universidad Jaume

Modelado del ciclo Rankine orgánico (ORC) a partir de datos experimentales

El ciclo Rankine orgánico (ORC) es una tecnología prometedora para el aprovechamiento de fuentes térmicas de baja temperatura. Así, su utilización para la recuperación de calor residual industrial está considerada una medida de ahorro y eficiencia energética que podría contribuir con numerosos beneficios energéticos, medioambientales y económicos. En este sentido, un módulo comercial de ORC, destinado a la recuperación de calor residual de un horno cerámico, fue evaluado y caracterizado experimentalmente en un trabajo previo. Partiendo de este punto, el objetivo de este trabajo es utilizar los datos experimentales para desarrollar un modelo semiempírico del sistema ORC. Para ello, se analizan los resultados experimentales de la caracterización del sistema y se determinan las condiciones generales de diseño del modelo y las particulares del módulo ORC. Posteriormente, con el modelo desarrollado, se simulan los puntos de funcionamiento obtenidos experimentalmente y, de este modo, se validan los resultados teóricos.Ministerio de Industria-Generalitat Valenciana, Expander Tech - Rank®, Universidad Jaume

Evaluación teórica de fluidos de trabajo con bajo potencial de efecto invernadero como alternativas al HFC-245fa en ciclos orgánicos Rankine

Debido a la preocupación por el medioambiente, los sistemas de cogeneración y ciclos de cola para recuperación de calor residual han recibido una atención considerable durante las últimas décadas. Multitud de ciclos de potencia han sido propuestos para la recuperación de calor a baja temperatura, entre los que destaca el ciclo orgánico Rankine (ORC). Los sistemas ORC pueden ser utilizados para la recuperación de calor residual a nivel industrial, en motores de combustión interna, o para convertir en electricidad fuentes de energía renovables, como solar, biomasa y geotérmica. El HFC-245fa se utiliza comúnmente como fluido de trabajo en instalaciones ORC comerciales, principalmente para recuperación de calor residual a baja temperatura. El HFC-245fa tiene un potencial de agotamiento de la capa de ozono (ODP) nulo. Sin embargo, el impacto medioambiental de un fluido de trabajo cuando se escapa a la atmósfera no se limita solo al agotamiento de la capa de ozono. En realidad, a pesar de que todos los HFCs tienen un ODP nulo, algunos tienen valores altos de potencial de efecto invernadero (GWP) y pueden contribuir de forma significativa al cambio climático en caso de su liberación. En este aspecto, el HFC-245fa presenta un valor de GWP de 858. En el presente trabajo se realiza una evaluación teórica de fluidos de trabajo con bajo potencial de efecto invernadero como alternativas al HFC-245fa en ciclos orgánicos Rankine. Para ello se han considerado dos configuraciones del ciclo, el ciclo básico y el regenerativo. Se ha desarrollado un modelo termodinámico para cada configuración que permita calcular los parámetros que determinan el desempeño del sistema, como son la potencia generada por el expansor, la potencia consumida por la bomba, la eficiencia neta del sistema y parámetros de tamaño para evaluar el tamaño y coste de diferentes tipologías de expansor. Se ha utilizado este modelo para llevar a cabo un análisis termodinámico del sistema ORC variando la temperatura de evaporación y la temperatura de condensación para los distintos fluidos de trabajo estudiados, comparando los resultados con los obtenidos con el HFC-245fa

Experimental evaluation of HCFO-1233zd-e as HFC-245fa replacement in an organic rankine cycle system for low temperature heat sources

[EN] In this work an experimental evaluation of the working fluid HCFO-1233zd-E as HFC-245fa replacement in ORC systems for low temperature heat sources has been conducted. A fully monitored ORC module has been used to test both working fluids at different operating conditions. Due to the different densities of the working fluids, the mass flow rate for HCFO-1233zd-E is approximately 20% lower than for HFC-245fa. This causes thermal and electrical powers to be lower for HCF0-1233zd-E than for HFC245fa. However, net electrical efficiency is similar for both working fluids, ranging from 5% to 9.7% in the tested operating conditions. Regarding the expander performance, various performance indicators are addressed. The expander isentropic performance has a maximum value of 75%, with higher values for HCFO-1233zd-E than for HFC-245fa. The overall efficiency of the expander, similar for both working fluids, ranges from 44% to 57% in the experimental test range. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.The authors thankfully acknowledge the cooperation of Rank (R) for its support in this project.Molés-Ribera, F.; Navarro Esbri, J.; Peris-Pérez, B.; Mota-Babiloni, A. (2016). Experimental evaluation of HCFO-1233zd-e as HFC-245fa replacement in an organic rankine cycle system for low temperature heat sources. Applied Thermal Engineering. 98:954-961. doi:10.1016/j.applthermaleng.2016.01.011S9549619

Evaluación de alternativas al R404A en tuberías de sistemas de refrigeración

Debido a normativas aprobadas recientemente en algunos países desarrollados, los refrigerantes de alto GWP (Global Warming. Potential) van a ser retirados o grabados con altos impuestos. En este artículo se obtiene la desviación de la velocidad y las pérdidas de carga entre el R404A y diversas alternativas (L40, DR-7, N40 y DR-33, todas ellas mezcla de HFO y HFC), las cuales van a ser relevantes en refrigeración comercial a medio plazo. Dichos parámetros son considerados en las líneas de aspiración, descarga y líquido. A partir de los resultados obtenidos se concluye que las alternativas presentan velocidades de circulación similares (alrededor de ±10%) y pérdidas de presión inferiores a las del R404A (hasta un 70% menor), por lo que no supondrá un problema la sustitución del refrigerante considerando estos parámetros. Adicionalmente, los resultados se muestran en gráficos que ayudan a conocer la desviación los nuevos refrigerantes respecto al R404A para varias condiciones operativas.Due to recently approved regulations in some developed countries, refrigerants with high GWP values are going to be banned or penalized levying high taxes. In this paper we obtain velocity and pressure drop deviation between R404A and different alternatives (HFC/HFC mixtures). The fluids selected are going to be used in mid-term commercial refrigeration: L40, DR-7, N40 and DR-33. Those parameters are calculated in suction, discharge and liquid lines. From results obtained it can be concluded that the alternatives show similar velocities (around ±10%) and lower pressure drops than R404A (until 70% below). So, using alternatives in R404A refrigeration systems will not be a problem in terms of pipe sizing. In addition, results are presented in graphics that allows obtaining the deviation between R404A and replacements considering several operative conditions

Experimental evaluation of R448A as R404A lower-GWP alternative in refrigeration systems

Due to the adoption of EU Regulation No 517/2014, R404A is going to be banned in Europe in most of refrigeration applications, in which is typically used, due to its very high GWP value, 3943. In this paper an experimental comparison between R404A and R448A, a non-flammable alternative with GWP of 1390, is presented. The experimental tests are intended to simulate typical freezing and conservation temperatures and different condensing conditions. Despite cooling capacity of R448A is slightly below that of R404A, R448A energy consumption is even smaller; and R448A COP is higher than that obtained using R404A. Hence, it can be concluded that R448A could be an energy efficient alternative to R404A with a GWP reduction of 70%. Compressor discharge temperature remains at non-dangerous levels.The authors thankfully acknowledge "Ministerio de Educacion, Cultura y Deporte - Gobierno de Espana" (Grant Number FPU12/02841) for supporting this work through "Becas y Contratos de Formacion de Profesorado Universitario del Programa Nacional de Formacion de Recursos Humanos de Investigacion del ejercicio 2012".Mota Babiloni, A.; Navarro Esbrí, J.; Peris, B.; Moles, F.; Verdú Martín, GJ. (2015). Experimental evaluation of R448A as R404A lower-GWP alternative in refrigeration systems. Energy Conversion and Management. 105:756-762. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.08.034S75676210

Experimental characterization of an ORC (organic Rankine cycle) for power and CHP (combined heat and power) applications from low grade heat sources

An ORC (organic Rankine cycle) module, designed and built for a specific CHP (combined heat and power)) application, is tested in this paper. The aim of the work is to characterize the system performance in the operating range allowed by the ORC. For this purpose, a test procedure has been conducted in a test bench. The heat source has been simulated through a natural gas boiler and a thermal oil heat transfer loop to control the temperature in the low grade range of 90 °C 150 °C. The heat sink has been developed using a dry cooler to control the hot water temperature in the range of 30 °C, corresponding to a power application, to 80 °C, of a small-scale CHP application that provides hot water at 90 °C. Thereby, the results show that the thermal power captured by the ORC, electricity and useful heat produced, increase with the rise of the thermal oil temperature and larger pressure ratios. Moreover, the expander electrical isentropic effectiveness is maximized about 70% for a pressure ratio suitable for a CHP system. The cycle efficiency slightly continues increasing for higher pressure ratios, up to a net electrical efficiency of about 8%.The authors want to acknowledge all the invaluable cooperation of Rank (R), the ORC manufacturer, for its support in this project. Also to thank greatly the Jaume I University for its financial support under the PhD grant PREDOC/2013/28 of 'Convocatoria d'ajudes predoctorals per a la formacio de personal investigador del Pla de promocio de la investigacio de la Universitat Jaume I de Castello (Spain)'.Peris Pérez, B.; Navarro Esbri, J.; Molés Ribera, F.; González, M.; Mota Babiloni, A. (2015). Experimental characterization of an ORC (organic Rankine cycle) for power and CHP (combined heat and power) applications from low grade heat sources. Energy. 82:269-276. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.01.037S2692768