Calcular el trabajo ideal de compresión de un gas 2 Agradeceremos nos haga llegar su opinión sobre el uso de este procesador y si le ha sido útil su contenido

Objetivo:

El empleo de la electricidad como portador energético
Calcular el trabajo ideal de compresión
Panel de salida - Resultados del procesador


El empleo de la electricidad como portador energético.

El empleo de la electricidad como portador energético, tiene sus características, que se explican a continuación.

La electricidad es un portador energético secundario, es decir, se obtiene transformando la energía de una fuente primaria. La electricidad es un portador de elevada calidad, no genera emisiones de CO2 al transformar la electricidad en trabajo útil.

Al ser un portador secundario su generación consume una cantidad de portador primario. Las tecnologías de generación eléctricas se han venido desarrollando y hoy en día las nuevas variantes alcanzan hasta valores mayores al 40 % de eficiencia, lo que quiere decir que por cada 2.5 kW de energía primaria que se transforma, se puede convertir en electricidad 1 kW, lo que resulta en el 40% de eficiencia energética anterior.

Si la energía primaria que produce 1 kW eléctrico es limpia como la energía atómica o proviene de una fuente renovable, como la hidráulica, las mareas, el viento, la solar o un biocombustible, al no emplearse un combustible fósil (carbón, fuel_oil o gas natural) el daño que produce el consumo de electricidad sobre nuestra atmósfera se reduce sustancialmente. Pero cuando la energía primaria utilizada para la generación eléctrica proviene de un combustible fósil, el impacto sobre el medio ambiente lo producen una serie de transformaciones que sufre el combustible y el proceso de generación eléctrico.

El gas comprimido a su vez se convierte en un portador energético motriz o térmico para múltiples aplicaciones. Entonces la cadena energética se amplia y las pérdidas aumentan con ella. Generalmente al gas comprimido hay que enfriarlo, secarlo, filtrarlo, transportarlo por tuberías, reducir sus presiones en función de los diferentes usos, bien a través de válvulas de expansión, como ocurre en los sistemas de refrigeración, o a través de reductoras de presión para ser empleados en herramientas neumáticas, o en el uso directo, etc. Todas estas operaciones introducen nuevas pérdidas.

En el caso de los sistemas de aire comprimido, los que son ampliamente utilizados en la mayoría de los sectores de la economía de cualquier país, a las pérdidas técnicas se le suman las fugas de aire, que por lo general es un mal presente en todos los sistemas.

Cuando se contabilizan todas las pérdidas a lo largo de la cadena energética, comprobamos que solo una pequeña fracción de la energía primaria se ha convertido en trabajo útil.

Existen enormes posibilidades de encontrar soluciones prácticas y mejorar la eficiencia de los sistemas energéticos motor - compresor. Es en esa dirección que los Ingenieros Energéticos operamos, supervisando la operación en tiempo real, controlando y rectificando la marcha del proceso y modernizando los sistemas y los equipos. En estos sistemas se hace común varios tipos de pérdidas, algunas totalmente evitables, otras que podemos reducir su valor, pero todas admiten nuestro control.

La realidad es que los procesos de compresión, son imprescindibles en la industria, en los sistemas comerciales y hasta en los sistemas residenciales domésticos. Lamentablemente y por naturaleza, son poco eficientes. Esto hace que el sistema de compresión de gases sea un alto consumidor de energía primaria y de electricidad, por supuesto. De ahí que sea un sistema a atender especialmente desde la etapa de proyecto y durante el diseño, la selección, el montaje, el mantenimiento y el control operativo diario. Todo lo que hagamos para mejorar su operación, se convierten en ventajas tangibles.

Calcular el trabajo ideal de compresión.

Una vez concluido el cálculo del trabajo que realiza el motor eléctrico sobre el compresor, resuelto en la página anterior, determinaremos el trabajo de compresión. El trabajo que se realiza sobre el gas, eleva su energía interna y su contenido calórico. El cálculo se realizará sobre una base ideal, considerando que es un proceso adiabático y reversible.

Conocida la energía que llega al eje del compresor, (kWh_eje), si sumamos las pérdidas en el acoplamiento motor- compresor, las pérdidas volumétricas y mecánicas y la cantidad de calor que absorbe el volumen de gas comprimido (kWh_calent) en el proceso, calor que generalmente debemos disipar, la diferencia kWh_eje menos sumatoria de las pérdidas, reportará la energía que sale de la compresión. Nuestro calculador no toma en cuenta las pérdidas volumétricas y mecánicas, puesto que no siempre se dispone de la información. El calor absorbido en la compresión se determina bajo una base ideal.

El calculador compara las pérdidas de energía en el proceso con la energía primaria fósil que ha sido necesaria transformar para generar este trabajo: Base fuel_oil primario. Por lo que si no se dispone de esta información, el procesador no estará listo para efectuar el cálculo y lo remitirá a la página 1 donde esta variable se calcula. Si no ha realizado el cálculo con el procesador en la página anterior, active el link eficiencia_compresión_motorelect.

El orden de procesamiento del calculador debe cumplirse. Primero realizar el cálculo según instrucciones de la página 1 y después ir a la página 2. Entre ambas páginas, ésta y la anterior, el procesador transfiere un grupo de variables que de no seguirse el orden, no estarán presentes en la segunda página y el panel de salida no mostrará toda la información que es posible.

El Bloque Validador de los datos registrados en el formulario siguiente, es el que comprueba que la información que se ha introducido es consecuente y consistente con el cálculo que se realizará. No se validan todas las posibles inconsistencias que pueden generarse en este tipo de cálculo, sólo se hace en las que más ocurren. Por lo que la precisión y calidad de los resultados del calculador, se corresponderán con la realidad operativa de los registros primarios utilizados.

Una vez que el procesador aprueba los datos insertados en el Formulario, a continuación abre el Panel de Resultados y muestra el contenido que más abajo sigue. Por lo que si quiere continuar y poder acceder al resto de esta información, deberá introducir registros en el Formulario de entrada y enviarlos al procesador para su validación.