Análisis exergético de la planta térmica de la Universidad Santo Tomás (2021)
El estudio en pro de obtener resultados reales y óptimos acerca del comportamiento, funcionamiento y disponibilidad operativa por medio del cual se rigen los diferentes equipos que hacen parte de un ciclo térmico, hace que surjan fundamentaciones teóricas que apoyadas en procedimientos experimentales con llevan a la obtención de dichos resultados; mencionado esto; el presente trabajo realiza el análisis exergético de la planta térmica de la Universidad Santo Tomás. Esta consiste en un equipo didáctico donde los estudiantes que cursan materias pertenecientes al núcleo de termo fluidos reconocen y aplican los conocimientos teóricos adquiridos en las aulas con relación a un ciclo termodinámico Rankine. Dentro de las características con las que cuenta la planta, una de las más importantes es que permite la variación de la velocidad requerida en la turbina a partir del funcionamiento de un PLC central. Teniendo claro el principio de funcionamiento del sistema en estudio, cabe resaltar que en la actualidad no se cuenta con un estudio detallado de la capacidad de la planta y de sus rangos de operación, de tal forma que el docente pueda variar parámetros de entrada y conocer los valores de parámetros de salida esperados. Este es el punto donde nace la necesidad de realizar un estudio el cual permita obtener dicha información que al día de hoy no es conocida. Es por esto que en este trabajo se tomaron datos experimentales del funcionamiento de la planta a tres velocidades de giro de la turbina, y seguido de ello se procedió con un análisis fundamentado en la primera y segunda ley de la termodinámica. Partiendo de estos resultados se evidencian eficiencias térmicas por debajo del 5% y potencias generadas en la turbina del orden de 2 a 3 kW. Con base en los resultados obtenidos del análisis tanto de primera como de segunda ley se implementó el análisis exergético el cual permitió identificar que la principal fuente de irreversibilidades del sistema es el proceso de combustión en la caldera principalmente debido a que no se tiene un control de estado eficiente de equipos, seguido por los procesos de pérdidas de calor en la turbina y el condensador.