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Evaluación numérica de la sensibilidad de la ecuación de estado en sistemas de conversión de energía

Autores: Alharbi, Maha; Alshammari, Fuhaid

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Evaluación numérica de la sensibilidad de la ecuación de estado en sistemas de conversión de energía


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Eficiencia energética
Pérdidas de calor residual
Ciclos de Rankine Orgánicos
Modelos de propiedades termodinámicas
Ecuaciones de estado
Rendimiento del ciclo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 23

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Mejorar la eficiencia energética al minimizar las pérdidas de calor residual se ha convertido en un objetivo crítico en aplicaciones industriales y de transporte. Los Ciclos de Rankine Orgánicos (ORCs) ofrecen una solución efectiva para convertir la energía térmica de baja calidad en energía útil. Sin embargo, la precisión de las predicciones de rendimiento de ORC depende en gran medida de los modelos de propiedades termodinámicas, particularmente la elección de la ecuación de estado. Este estudio investiga cómo diferentes modelos de ecuaciones de estado influyen en las predicciones termodinámicas clave en un ORC que opera con R245fa y calor residual de alta temperatura. Se evalúan una variedad de formulaciones de ecuaciones de estado, desde modelos de gas ideal simplificados hasta modelos de fluidos reales más complejos. Los resultados mostraron que la elección de la ecuación de estado puede tener un impacto notable en el rendimiento cíclico predicho (hasta un 7.14% en algunos casos), destacando la importancia de la modelización precisa de propiedades de fluidos al diseñar sistemas ORC. El análisis de sensibilidad indicó que variaciones menores en los valores de entalpía (+/-1%) pueden resultar en una alteración del 3-4% en la producción de energía neta, resaltando la necesidad de una modelización precisa de propiedades en el diseño de Ciclos de Rankine Orgánicos.

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