Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

In the next pages, an energetic and exergetic analysis of one specific Heat, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) system, using air recirculation, will be detailed. Different operating conditions will be presented and the ones of least exergy destruction will be highlighted and analyzed. Both the first and second law of thermodynamics are used to understand and describe these phenomena through a specific performance criterion called Duty Specific Exergy Consumption1, noted DSExC in the rest. The main results presented in this document have been published in a peer-reviewed French journal dedicated to HVAC systems, see (Chacon Chauca, Quintanilla Munoz, & Vaudrey, 2019).

Este proyecto presenta una alternativa de mejora tecnológica económica y versátil para la generación y transmisión de potencia. Se trata de incrementar la capacidad de procesamiento de caña del trapiche de una planta procesadora de azúcar en el norte del Perú, se empleó como solución principal una transferencia de tecnología, la cual consiste en el cambio de las turbinas mecánicas a motores eléctricas, con variador de frecuencia, del área de extracción de jugo, usadas como accionamientos de molinos; con la base que el área de procesos de· azúcar cuenta con la suficiente capacidad. Este proyecto conforma la primera parte de un proyecto mayor que la planta analizada propone desarrollar, la cual se llama "expansión de campos agrícolas", la cual consiste en aumentar la producción y venta de azúcar. Actualmente, el flujo de procesamiento de caña de azúcar es de 200 T/h; la energía eléctrica generada es de =6 MW; y se produce =120 T/h de vapor de alta presión. El propósito del cambio tecnológico es aumentar los márgenes antes ya mencionados, al mismo tiempo poder utilizar la maquinaria actual en sus máximas capacidades. Tras el cambio se llegó tener los siguientes incrementos: Flujo de procesamiento de caña, 300 T/h; energía eléctrica generada, 12 MW; y producción de vapor, 170 T/h. La selección de los motores eléctricos fue de acuerdo a la teoría de elementos de máquinas relacionada-con tr-ansmisiones mecánicas y de-potencia, complementada con la teoría relacionada con turbinas de vapor y termodinámica. Las características nominales de los motores eléctricos seleccionados son los siguientes: cinco motores eléctricos con potencia nominal de 1000 HP y velocidad de 1200 RPM; cada una complementada con variador de frecuencia, acople flexible y reductor de velocidad (planetario), que nos permite obtener una velocidad de salida de 5 RPM. Para mayor facilidad y rápida resolución de cálculos en el presente proyecto, se utilizó programas y software de cálculos, tales como: Matlab, WASP, Turbine, etc. Se desarrollaron diversas mejoras extras, las cuales son las siguientes: aumento de flujo de caña hasta 300 T/h; e instalación de turbogenerador de 6 MW. Además, se analizó la distribución de tuberías tras la instalación de los motores eléctricos. Se da como realizado las mejoras adicionales para poder llegar a un máximo aprovechamiento de la maquinaria instalada y de los recursos que cuenta la planta. Finalmente, el costo de compra de cada motor eléctrico, junto con sus demás componentes, fue de 1 043 333 $; el costo "puesta en planta" y de instalación de las maquinarias fue 3 343 204 $; entonces, el coste total involucrado fue 1 O 201 724 $.

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