modelado de ciclos de potencia aplicados a micro...

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MODELADO DE CICLOS DE PO TENCIA APLICADOS A MICRO - GENERACIÓN RENOVABLE TÉRMICA JUNIO 2019 Javier Ortega Paredes DIRECTOR DEL TRABAJO FIN DE GRADO: Andrés Sebastián Herrera TRABAJO FIN DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE GRADUADO EN INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES

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MODELADO DE CICLOS DE POTENCIA APLICADOS A MICRO-GENERACIÓN RENOVABLE TÉRMICA

JUNIO 2019

Javier Ortega Paredes

DIRECTOR DEL TRABAJO FIN DE GRADO:

Andrés Sebastián Herrera

TRABAJO FIN DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE GRADUADO EN INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES

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Cycle efficiency (%)

PRopt (-)

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1.5 2 2.5 3 3.5 4300

400

500

600

700

800

900

Cycle efficiency (%)

PRopt (-)

2

10

1010

10

102020

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2020

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180

190200

210220

1.5 2 2.5 3 3.5 4300

400

500

600

700

800

900

Work density (kJ/m3)

0

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50

50

50

50

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100100

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150150

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200200

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250

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250

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300

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700 750750

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1.5 2 2.5 3 3.5 4300

400

500

600

700

800

900

Specific work (kJ/kg)

h − s

T − s

h − s

h − s

h − s

Tmax = 300◦

Tmax = 600◦

Tmax = 900◦

Tmax = 225◦

Tmax = 300◦

Tmax = 600◦

Tmax = 900◦

Tmax = 225◦

Tmax = 300◦

Tmax = 600◦

Tmax = 900◦

2

h − s

T − s

h − s

2

ηsC

p1 p2

ηsT

h4 > h2

ε

h − s

h − s

ηCarnot = 1 − Tmin

Tmax

ηciclo = WT − WC

Qin= wT − wC

qin= ηciclo

(ηsC (D), ηsT (D), PR, p1, Tmax, Tmin, , ε

)

max◦

◦max

max◦

◦ ◦◦ ◦

◦3

2

2

◦max

max◦

max◦

2

2

◦ ◦

◦ ◦

2

◦ ◦

◦ ◦

Re = ρuD

μ

◦ ◦

2 6

2

2

2

2

ηsC = h2s − h1h2 − h1

ηsT = h4 − h5h4 − h5s

ε = cp5(T5 − T6)cmin(T5 − T2) cmin = cp2 , cp5

h − s

p1 = p6 = p5 = p5s ≡ pmin

p2 = p2s = p3 = p4 ≡ pmax

T1 ≡ Tmin

T4 ≡ Tmax

p1 p2 T2s

s2s(T2s, p2) − s1(T1, p1) = 0

wC = h2(T2, p2) − h1(T1, p1) = h2s(T2s, p2) − h1(T1, p1)ηsC

T5s

s5s(T5s, p5) − s4(T4, p4) = 0wT = h4(T4, p4) − h5(T5, p5) = ηsT

[h4(T4, p4) − h5s(T5s, p5)

]

T6

h2(T2, p2) + h5(T5, p5) = h6(T6, p6) + h3(T3, p3)

qin = h4(T4, p4) − h3(T3, p3)

ηciclo =˙Wneta

Qin= WT − WC

Qin= wT − wC

qin

p = p(T, ρ)

dh = dh(T, p) = cpdT −[v − T

(∂v

∂T

)p

]dp

ds = ds(T, p) = cp

TdT −

(∂v

∂T

)p

dp

α∗

αr

a(T, ρ) := u(T, ρ) − Ts(T, ρ)

α(τ, δ) = a

RT= α∗(τ, δ) + αr(τ, δ) τ = Tr

Tδ = ρ

ρr

r ρr

(w1, w2, ..., wNc)

α(τ, δ)

h

RT= τ

[(∂α∗

∂τ

+(

∂αr

∂τ

]+ δ

(∂αr

∂δ

+ 1

s

R= τ

[(∂α∗

∂τ

+(

∂αr

∂τ

]− α∗ − αr

αr(τ, δ) =A∑

k=1Nkδdkτ tk +

B∑k=A

Nkδdkτ tke−δLk +

+C∑

k=B

Nkδdkτ tke[−ηk(δ−εk)2−βk(τ−γk)2]

αr(τ, δ) =Nc∑i=1

wiαri (τ, δ) +

Nc−1∑i=1

Nc∑j=i+1

wiwjFijαrij(τ, δ)

z

z = p

ρRT= p

δρrRT= 1 + δ

(∂αr

∂δ

αr =∫ δ

0

z − 1δ

p = ρRT +(B0RT − A0 − C0

T 2 + D0T 3 − E0

T 4

)ρ2 + (bRT − a − d

T)ρ3 +

+ α(a + C0T 2 )ρ6 + cρ3

T 2 (1 + γρ2)e−γρ2

A0B0 C0 D0 E0 a b c d α γ

z(T, ρ) = z0(T

f, hρ

)

αr(T, ρ) = αr0(T

f, hρ

)

f hf = Tr/Tr0 h = ρr0/ρr

γ cp◦

p = ρRT

dh∗ = dh∗(T, p) = dh∗(T ) = c∗pdT → h∗(T2) − h∗(T1) = c∗

p(T2 − T1)

ds∗ = ds∗(T, p) =c∗

p

TdT − R

pdp → s∗(T2, p2) − h∗(T1, p1) = c∗

p

T2T1

− Rp2p1

z = z(T, p)

zz

z = z(T, p)

z(T, p) =Nc∑i=1

wiz�i (T, p) + zM (T, p) =

Nc∑i=1

wiz�i (T, p) + zM

ideal(T, p) + zE(T, p)

zMideal(T, p)

h(T, p) =Nc∑i=1

wih�i (T, p) + hM (T, p) =

Nc∑i=1

wih∗i (T )

s(T, p) =Nc∑i=1

wis�i (T, p) + sM (T, p) =

Nc∑i=1

wis∗i (T, p) −

Nc∑i=1

Riwi wi

h(T2) − h(T1) =Nc∑i=1

wi

(h∗

i (T2) − h∗i (T1)

)=

Nc∑i=1

wic∗pi

(T2 − T1) = cp(T2 − T1)

s(T2, p2) − s(T1, p1) =Nc∑i=1

wi

(s∗

i (T2, p2) − s∗i (T1, p1)

)=

Nc∑i=1

wic∗pi

T2T1

−Nc∑i=1

wiRip2p1

=

= cpT2T1

− Rp2p1

Ri = Ru

Mi

cp∑Nc

i=1 wic∗pi

cp

R

i u

h(T, p) s(T, p)

h = h(T, p) s = s(T, p)

min max

Ai Bi Ci Di

hmin = hmin(T, pmin) = A0 + A1T + A2T 2

hmax = hmax(T, pmax) = B0 + B1T + B2T 2

smin = smin(T, pmin) = C0 + C1T + C2T 2

smax = smax(T, pmax) = D0 + D1T + D2T 2

◦◦

◦◦◦◦◦

300 350 400 450 5000

5

10

15

20

25

30

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

Xenon (noble gases)

Real gasIdeal gasExtrapolated real gas

100 150 200 250 3000

5

10

15

20

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

Isobutane (organic fluids)

Real gasIdeal gasExtrapolated real gas

z = z(x, y, fluido)

2 2 NF = 6◦ ΔTmax = 25◦ NT M = 25 ◦

ΔPR = 0, 25 NP R = 13ΔηsC = 0, 05 NC = 7ΔηsT = 0, 05 NT = 6Δε = 0, 05 Nε = 9

◦◦

z = z(x, y, fluido)

z(1, 1, NF ) z(1, 2, NF ) · · · z(1, NX , NF )

z(2, 1, NF ) z(2, 2, NF ) · · · z(2, NX , NF )

z(NY , 1, NF ) z(NY , 2, NF ) · · · z(NY , NX , NF )

z(1, 1, 2) z(1, 2, 2) · · · z(1, NX , 2)

z(2, 1, 2) z(2, 2, 2) · · · z(2, NX , 2)

z(NY , 1, 2) z(NY , 2, 2) · · · z(NY , NX , 2)

z(1, 1, 1) z(1, 2, 1) · · · z(1, NX , 1)

z(2, 1, 1) z(2, 2, 1) · · · z(2, NX , 1)

z(NY , 1, 1) z(NY , 2, 1) · · · z(NY , NX , 1)

x(j)

y(i)

2 2NF = 242 2 2 2

◦ ΔTmax = 25◦ NT M = 25◦ ΔTmax = 25◦ NT M = 13

ΔPR = 0, 25 NP R = 13·[1 + ΔηsC (pmin, Tmin, f luido)

]NC = 312

Δpmin = 0, 25 Np = 13

wA = 0, 7 − wB = 0, 3wA = 0, 5 − wB = 0, 5 wA = 0, 3 − wB = 0, 7

(62)

= 15

22

2 22

2 22

2 2

◦ ◦ 5 ·3 = 15

pmin 24 · 13 = 312

[ΔηsC ] =

⎡⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣

ΔηsC (1, 1) ΔηsC (1, 2) · · · ΔηsC (1, 13)

ΔηsC (2, 1) ΔηsC (2, 2) · · · ΔηsC (2, 13)

ΔηsC (24, 1) ΔηsC (24, 2) · · · ΔηsC (24, 13)

⎤⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦

− x ypmin Tmax −

2 2NF = 242 2 2 2

◦ ΔTmax = 25◦ NT M = 25◦ ΔTmax = 25◦ NT M = 13

ΔPR = 0, 25 NP R = 13

Δpmin = 0, 25 Np = 13

2 2NF = 242 2 2 2

◦ ΔTmax = 25◦ NT M = 25◦ ΔTmax = 25◦ NT M = 13

ΔPR = 0, 25 NP R = 13

Δpmin = 0, 25 Np = 13

− −

ηciclo = ηciclo

(PR, Tmax, pmin, ηsC , ηsT , Tmin, ε,

)

(∂ηciclo

∂PR∗

)Tmax,pmin,ηsC

,ηsT,Tmin,ε,

= 0

Tmax

ηciclo(i, jP Ropt , k)

[PRopt]

[ηmaxciclo] =

⎡⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣

ηciclo(1, jP Ropt , 1) ηciclo(2, jP Ropt , 1) · · · ηciclo(25, jP Ropt , 1)

ηciclo(1, jP Ropt , 2) ηciclo(2, jP Ropt , 2) · · · ηciclo(25, jP Ropt , 2)

ηciclo(1, jP Ropt , 6) ηciclo(2, jP Ropt , 6) · · · ηciclo(25, jP Ropt , 6)

⎤⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦

[PRopt] =

⎡⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣

PR(1, jP Ropt , 1) PR(2, jP Ropt , 1) · · · PR(25, jP Ropt , 1)

PR(1, jP Ropt , 2) PR(2, jP Ropt , 2) · · · PR(25, jP Ropt , 2)

PR(1, jP Ropt , 6) PR(2, jP Ropt , 6) · · · PR(25, jP Ropt , 6)

⎤⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦

Tmax PRopt

− pmin, Tmin, ε −

ηmaxciclo(Tmax, , ηsC , ηsT )

PRopt Tmax pmin

PRopt ηmaxciclo(pmin, Tmax, )

PRopt(pmin, Tmax, )

PRopt

PRopt

2 PRopt

022

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4

4

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2 3 4

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20

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Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

0246

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8

8

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4

4

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6

6

8

8

810

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10

1212

12

1414

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18

20

20

22

22

24

24

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30

2 3 4

400

600

800

0

0

2

2

4

4

6

6

8

8

10

10

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12

14

14

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16

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18

18

20

20

20

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22

22

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24

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26

26

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28

28

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30

30

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32

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36

36

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42

2 3 4

400

600

800

0

0

2

2

4

4

6

6

8

8

10

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18

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20

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26

26

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30

30

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32

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34

36

36

3838 40

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2 3 4

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800

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0

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2

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26

26

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28

28

30

30

30

32

32

34

34

36

36

3838 40

42

2 3 4

400

600

800

0

5

10

15

20

25

30

35

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Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

− −

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10

2020

20

3030

30

40

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90

90

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100 110120

130140 150

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400

600

800

0

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10

2020

20

3030

30

40

40

50

50

60

60

70

70

80

80

90

90

100

110120

130140

2 3 4

400

600

800

1010

10

2020

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

70

80

90 100110

2 3 4

400

600

800

0

0

10

10

10

20

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60 70

2 3 4

400

600

800

0

0

50

50

100

100

100

150

150

150

200

200

200

250

250

300

300

350

350

400

400

450

450

500

500

550

550

600

600 650700

750

2 3 4

400

600

800

0

0

2

2

4

4

4

6

6

6

8

8

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

22 24

2 3 4

400

600

800

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Cyc

le s

peci

fic w

ork

(kJ/

kg)

2

2

01010

10

2020

20

3030 40

40

50

50

60

60

70

70

80

80

90

90

100110

120130

140150

160

2 3 4

400

600

800

01010

10

2020

20

3030 40

40

50

50

60

60

70

70

80

80

90

90

100110

120130

140150

160170

2 3 4

400

600

800

10

10

1020

20

20

30

30

30

40

40

50

50

60

60

70

70

80

80

90

90

100

100

110

110

120130140150160170180190200

2 3 4

400

600

800

0

0

10

10

10

20

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

80

90100

110120

2 3 4

400

600

800

0

0

10

10

10

20

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

80

90100

110

2 3 4

400

600

800

0

0

10

10

10

20

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

70

80

90100

110120

2 3 4

400

600

800

0

50

100

150

200

Cyc

le w

ork

dens

ity (

kJ/m

3)

Tmax◦

2

Tmax = 900◦

2

22

PRopt

PRopt

Tmax = 300◦

2

0

0

24

68

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0.6

0.7

0.8

0

0

24

68

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

02

46

8

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

02

46

8

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

02

46

8

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

02

46

8

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

0

2

4

6

8

10

12

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

Tmax = 300◦

0

0

2

2

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

14

14

16

1618

2022

2426

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0.6

0.7

0.8

0

0

2

2

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

14

14

16

1618

2022

2426

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

0

0

2

2

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

14

1416

1820

22

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

0

0

2

2

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

2022

2426

28

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0.6

0.7

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0

0

2

2

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

2022

2426

28

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

0

0

2

2

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

2022

2426

28

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

0

5

10

15

20

25

30C

ycle

ther

mal

effi

cien

cy (

%)

Tmax = 600◦

02

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

20

22

22

24

24

26

26 28 30 32 34 36

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

02

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

20

22

22

24

24

26

26 28 30 32 34 36

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

0246

8

8

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

20

22

22 24

26

28

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

02468

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

20

22

22

24

24

26

26

28

28

30

30

32

34 36 38 40

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

0246

810

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

20

22

22

24

24

26

26

28

28

30

30

32

34 36 38 40

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

02468

10

10

12

12

14

14

16

16

18

18

20

20

22

22

24

24

26

26

28

28

30

30

32

34 36 38 40

0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.5

0.6

0.7

0.8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

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0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

10

20

30

40

0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

10

20

30

40

0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

10

20

30

40

0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

10

20

30

40

0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

10

20

30

40

0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

10

20

30

40

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2 ◦◦

◦ 2◦

2

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14

1416

16

18

18

20

20

22

22

24

24

26

26

28

28

30

3234

3638

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

6 88 1010 1212

14

1416

16

18

18

20

20

22

22

24

24

26

26

28

28

30

3234

3638

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

8 10

1012

12

14

14

16

16

18

18

20

22

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

22 44 66 88 1010 1212 1414 1616 18

1820

2022

22

24

24

26

26

28

28

30

30

32

32

34

34

3638

40424446

48

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

22 44 66 88 1010 1212 1414 1616 18

1820

2022

22

24

24

26

26

28

28

30

30

32

32

34

34

3638

40424446

48

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

22 44 66 88 1010 1212 1414 1616 18

1820

2022

22

24

24

26

26

28

28

30

30

32

32

34

34

3638

404244

4648

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

100

125150

150

175

175

200

200

225

225

250

250

275

275

300

300

325

325

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0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

100

125

125

150

150

175

175

200

200

225

225

250

250

275

275

300

300

325

325

350375400425450

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

100

125

125

150

150

175

175

200

200

225

225

250

250

275

275

300

300

325

325

350

350

375

375

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0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

75

75

100

100

125

125

150

150

175

200

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

700700

800

800

900

900

1000

1000

1100

1100

1200

1200

1300

1300

1400

1400

1500

1500

1600

17001800190020002100

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

20

25

25

30

30

35

35

40

40

45

45

50

50

5560

65

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

0

500

1000

1500

2000

Hea

t sou

rce

ther

mal

ene

rgy

(kJ/

kg)

120

130

140

140

150

150

160

160

170

170

180

180

190

190

200

200

210

21022023024025

0

260

270

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

120

130

140

140

150

150

160

160

170

170

180

180

190

190

200

200

210

210

220

23024025026

0

270

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

160180200

220

220

240

240

260

260

280

280

300

300

320

320

340

340

360

360380400420440460

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

110

110

120

120

130

130

140

140

150

160

170

180

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

110

110

120

120

130

130

140

140

150

160

170

180

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

110

110

120

120

130

130

140

140

150

150

160

170

180

0.6 0.7 0.8 0.9 1

400

600

800

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Hea

t sou

rce

ther

mal

ene

rgy

dens

ity (

kJ/m

3)

2

−◦ −

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0.67

0.68

0.69

0.7

0.71

0.72

0.73

1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.685

0.69

0.695

0.7

0.705

0.71

0.715

0.72

0.725

0.73

wA = 0, 5 − wB = 0, 5

−−

00 1122334

4

55

66

1 2 3 4

400

600

800

00 1122334

4

55

66

1 2 3 4

400

600

800

001122

33

44

1 2 3 4

400

600

800

00 11 22 33 445

56

67

78

8

1 2 3 4

400

600

800

00 11 22 33 44 55 6

6 7

7 8

1 2 3 4

400

600

800

00 11 2233445566

77

88

1 2 3 4

400

600

800

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

2

00 112233

44

55

1 2 3 4

400

600

800

00 11223344

55

1 2 3 4

400

600

800

00 11 223344

55

1 2 3 4

400

600

800

00 11223344

55

1 2 3 4

400

600

800

00 11 22334455

6

1 2 3 4

400

600

800

00 11 22 33445566

1 2 3 4

400

600

800

00 11 22 33 44 556677

1 2 3 4

400

600

800

00 11 22 33 44556677

1 2 3 4

400

600

800

00 11 22 33445566

7

1 2 3 4

400

600

800

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

00 11 22 3344556

6

77

1 2 3 4

400

600

800

00 1122334455

66

77

1 2 3 4

400

600

800

00 11223344

55

66

7

1 2 3 4

400

600

800

00 11 223344556677

88

1 2 3 4

400

600

800

00 11 2233445566

77

88

1 2 3 4

400

600

800

00 11 2233445566

77

88

1 2 3 4

400

600

800

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

2◦

◦◦

◦0

0

0

0.15

0.15

0.30.3 0.

45

0.45 0.6

0.75

1 2 3 4100

150

200

250

300

350

400

0

0

0.15

0.150.3

0.3

0.45

0.45

0.6

1 2 3 4100

150

200

250

300

350

400

0

00.15

0.150.3

0.30.45

0.450.6

0.6

0.75

0.75

0.9

0.9

1.05

1.05 1.21.35

1 2 3 4100

150

200

250

300

350

400

0

0.5

1

1.5

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

◦ ◦

2◦

00

22446688

101012121414161618

1820

20

1 2 3 4

400

600

800

00

22446688

101012121414161618

1820

20

1 2 3 4

400

600

800

00

2244668

810

1012

1214

1416

1618

18

1 2 3 4

400

600

800

00224466 88

10101212141416161818202022222424

26

1 2 3 4

400

600

800

002

24

4 66 88 10

10 1212 1414 1616 1818 2020 2222 24

24

1 2 3 4

400

600

800

0022446688

10101212141416161818202022222424

2626

1 2 3 4

400

600

800

0

5

10

15

20

25

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

PRopt

◦ 2

0022446688

10101212141416161818

1 2 3 4

400

600

800

0022446688

10101212141416161818

1 2 3 4

400

600

800

0022446688

10101212141416161818

20

1 2 3 4

400

600

800

0022446688

10101212141416161818

1 2 3 4

400

600

800

002244 6688

1010121214141616181820

1 2 3 4

400

600

800

0022 4466 88

1010 12121414161618182020

1 2 3 4

400

600

800

002244 66 88 1010 1212 1414 1616 1818 20202222

1 2 3 4

400

600

800

0022 44 66 88 1010 1212 1414 1616

18182020

2222

1 2 3 4

400

600

800

0022 44 6688 1010 1212

141416161818202022

1 2 3 4

400

600

800

0

5

10

15

20

25

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

002244 6688

10101212141416

1618

1820

2022

22

1 2 3 4

400

600

800

0022446688

1010121214141616181820

2022

1 2 3 4

400

600

800

00

22446688

101012121414161618182020

22

1 2 3 4

400

600

800

0022446688

10101212141416161818202022222424

26

1 2 3 4

400

600

800

0022446688

10101212141416161818202022222424

26

1 2 3 4

400

600

800

0022446688

10101212141416161818202022222424

26

1 2 3 4

400

600

800

0

5

10

15

20

25

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

PRopt

0

0

0

1

1

2

2

3

3

4

45 6 7

1 2 3 4100

150

200

250

300

350

400

0

0

0.5

0.51

1

1.5

1.5

2

2 2.5 3 3.5

1 2 3 4100

150

200

250

300

350

400

0

01

12

23

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8 9 10 11 12

1 2 3 4100

150

200

250

300

350

400

0

2

4

6

8

10

12

Cyc

le th

erm

al e

ffici

ency

(%

)

◦ ◦

Tmax = 225◦

Tmax = 300◦

Tmax = 600◦

Tmax = 900◦

pmin PRopt

2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8

600

800

1000

1200

1

2

3

4

2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6

600

800

1000

1200

1

2

3

4

2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8

600

800

1000

1200

1

2

3

4

5

6

2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6

600

800

1000

1200

1

2

3

4

5

6

Tmax − pmin

Tmax = 225◦

Micro 1 Micro 2 Micro 30

2

4

6

8

10

12

14

Micro 1 Micro 2 Micro 30

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Minimum efficiency Maximum efficiency

Tmax = 225◦

Air

Helium

Nitrog

en CO 2

Argon

Xenon

Isobu

tane

Propa

neR12

50

5

10

15

20

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

MICRO

1

MICRO

2

MICRO

3

Air

Helium

Nitrog

en CO 2

Argon

Xenon

Isobu

tane

Propa

neR12

5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

MICRO

1

MICRO

2

MICRO

3

2

Tmax = 225◦

3 3.5 4

600

800

1000

1200

1400

1

2

3

4

5

6

2.5 3 3.5

600

800

1000

1200

1400

1

2

3

4

5

6

0.66 0.68 0.7 0.72 0.74 0.76 0.78100

120

140

160

180

1

2

3

4

5

6

0.55 0.6 0.65 0.7100

120

140

160

180

1

2

3

4

5

6

2

pmin =2, 75

Tmax = 300◦

Micro 1 Micro 2 Micro 30

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Micro 1 Micro 2 Micro 30

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Minimum efficiency Maximum efficiency

Tmax = 300◦

2

Air

Helium

Nitrog

en CO 2

Argon

Xenon

0

5

10

15

20

25

30

35

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

MICRO

1

MICRO

2

MICRO

3

Air

Helium

Nitrog

en CO 2

Argon

Xenon

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

MICRO

1

MICRO

2

MICRO

3

2

2

2

2

2 2

Tmax = 600◦

Micro 1 Micro 2 Micro 30

5

10

15

20

25

30

35

40

Micro 1 Micro 2 Micro 30

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Minimum efficiency Maximum efficiency

Tmax = 600◦

2

2

2

2

Air

Helium

Nitrog

en CO 2

Argon

Xenon

0

10

20

30

40

50

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

MICRO

1

MICRO

2

MICRO

3

Air

Helium

Nitrog

en CO 2

Argon

Xenon

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

MICRO

1

MICRO

2

MICRO

3

2 2

Tmax = 900◦

Micro 1 Micro 2 Micro 30

10

20

30

40

50

Micro 1 Micro 2 Micro 30

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Minimum efficiency Maximum efficiency

Tmax = 900◦

2

pmin = 4

◦◦ ◦

2

◦◦

2

2

2

◦ ◦◦

PRopt

Branch Name Duration Start End

Fase previa del proyecto 14 days 25/09/2018 12/10/2018

Reunión inicial 1 day 25/09/2018 25/09/2018

Declaración de objetivos 13 days 26/09/2018 12/10/2018

Estudio del Estado del Arte 13 days 26/09/2018 12/10/2018

Modelo base y caso Nominal 39 days 15/10/2018 06/12/2018

Modelado del ciclo base 7 days 15/10/2018 23/10/2018

Simulaciones del caso Nominal 26 days 19/10/2018 23/11/2018

Optimización del caso Nominal 9 days 26/11/2018 06/12/2018

Estudio de mezclas 63 days 12/11/2018 06/02/2019

Estado del Arte en mezclas 9 days 12/11/2018 22/11/2018

Estudio de modelos simplificados 10 days 23/11/2018 06/12/2018

Aplicación al caso Nominal 44 days 07/12/2018 06/02/2019

Estudio de los casos Micro 75 days 05/12/2018 19/03/2019

Simulación de los casos Micro 56 days 05/12/2018 20/02/2019

Optimización de los casos Micro 19 days 21/02/2019 19/03/2019

Estudio de los fluidos orgánicos 17 days 20/03/2019 11/04/2019

Estudio de los modelos simplificados 9 days 20/03/2019 01/04/2019

Aplicación a los casos Micro 8 days 02/04/2019 11/04/2019

Generación de resultados 124 days 24/10/2018 15/04/2019

Resultados de simulación 119 days 24/10/2018 08/04/2019

Análisis de resultados 5 days 09/04/2019 15/04/2019

Redacción de la memoria 49 days 16/04/2019 21/06/2019

Redacción del trabajo 44 days 16/04/2019 14/06/2019

Revisión del tutor 5 days 17/06/2019 21/06/2019

Preparación de la defensa ante tribunal 16 days 26/06/2019 17/07/2019

Elaboración de la presentación 15 days 26/06/2019 16/07/2019

Fin del proyecto 1 day 17/07/2019 17/07/2019

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

Task Name

Fase previa del proyecto

Reunión inicial

Declaración de objetivos

Estudio del Estado del Arte

Modelo base y caso Nominal

Modelado del ciclo base

Simulaciones del caso Nominal

Optimización del caso Nominal

Estudio de mezclas

Estado del Arte en mezclas

Estudio de modelos simplificados

Aplicación al caso Nominal

Estudio de los casos Micro

Simulación de los casos Micro

Optimización de los casos Micro

Estudio de los fluidos orgánicos

Estudio de los modelos simplificados

Aplicación a los casos Micro

Generación de resultados

Resultados de simulación

Análisis de resultados

Redacción de la memoria

Redacción del trabajo

Revisión del tutor

Preparación de la defensa ante tribunal

Elaboración de la presentación

Fin del proyecto