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• Ingrid Natalia Ramirez

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EXERGIA Exergia es una cantidad utilizada por los ingenieros de proceso para analizar los flujos de energía en los procesos industriales para mejorar los diseños y minimizar el uso total de energía. La Primera Ley de la Termodinámica establece que en cualquier proceso la energía se conserva y para un proceso de flujo en estado estacionario (1)

Un proceso real debe cumplir con la ecuación (1) , pero el cumplimiento no garantiza que el proceso sea realmente factible. La Segunda Ley de la Termodinámica estipula que las transformaciones de energía en las que se reduce la entropía no son posibles. De la definición de entropía, (2)

y por sustitución en la ecuación (1) , (3)

El máximo trabajo disponible de un proceso es por lo tanto (4)

El trabajo máximo disponible definido por la Ecuación (4) es la disponibilidad de la corriente , más comúnmente llamada exergía . Esta es la cantidad de trabajo o energía que se puede obtener a partir de un proceso de flujo de estado estacionario reversible. Con procesos irreversibles reales, las fuerzas motrices (como las diferencias de temperatura entre las corrientes de enfriamiento y calentamiento) dan como resultado un aumento neto de la entropía total. La exergía se pierde y se pierde el potencial equivalente para hacer el trabajo. Para un proceso de estado estacionario que tiene flujos de alimentación y producto e intercambia energía con su entorno, la entrada de trabajo al proceso viene dada por la ecuación de Gouy-Stodola : (5)

El término T 0 ΔS irr es el "trabajo perdido" y es la cantidad de trabajo potencial perdido por el proceso. En un proceso reversible, este valor es cero. Carnot demostró que si el calor produce trabajo al conducir un motor de calor reversible, entonces la cantidad máxima de trabajo que se puede entregar es: (6)

Similar, (7)

ya que la exergía es el trabajo máximo que se puede obtener a través de un proceso reversible, desde una temperatura T, cuando el sumidero frío es el entorno a la temperatura T0 . La cantidad de trabajo obtenido siempre es menor que la entrada de calor y la relación se denomina "eficiencia de Carnot". Si T es menor que T0 , la ecuación (7) proporciona la entrada de trabajo mínima (reversible) para "bombear" calor desde una temperatura baja a alta, como en un ciclo de refrigeración. Una diferencia en presión o concentración química puede producir trabajo. En general, cualquier sistema que no esté en equilibrio con su entorno puede producir trabajo a través de algún tipo de motor y la cantidad máxima de trabajo es igual al valor inicial de exergía del sistema. El concepto de proceso reversible, sobre el cual se basa la exergía, es útil porque proporciona una medida para comparar el rendimiento real de los procesos reales. Claramente, el 'trabajo perdido' debería minimizarse para mejorar la eficiencia energética general del proceso porque representa desperdicio, ya sea de la entrada de trabajo al proceso o al trabajo que podría haber sido útilmente extraído del proceso. El reconocimiento de esto es crucial para un buen diseño de la planta de proceso. El trabajo perdido se reduce y la energía se ahorra mediante procesos operativos más cercanos a la reversibilidad termodinámica. Una evaluación de la irreversibilidad e ineficiencia del proceso se denomina análisis de exergía. El análisis de Exergy desempeña un papel clave en la comprensión de cómo minimizar el consumo total de energía [Kotas (1985), Sussmann (1980)]. El análisis de exergía, como típicamente se aplica a una planta de proceso a gran escala, implica la evaluación del trabajo perdido para cada parte del proceso y el examen de dónde están las mayores pérdidas. Identifica áreas del proceso general en las que el trabajo de diseño y la

optimización serán de mayor valor y las posibilidades de mejorar la utilización de la energía. Los resultados de los análisis de exergía a menudo han llevado a la adopción de tecnología eficiente en energía, especialmente en procesos con alto consumo de energía como la criogenia y la destilación.

http://slideplayer.com/slide/6269012/ video http://slideplayer.com/slide/9343563/ video http://www.qpn.kyushu-u.ac.jp/lab6/staff_/fuk_/ES_/ExEco1.html diapos https://exergyeconomics.wordpress.com/exergy-economics-101/exergy-economics/ bueno http://www.holon.se/folke/kurs/Ecologicaldevelopment/Termodyn_en.shtml bueno http://www.thermopedia.com/content/745/ bueno