Excergia

La exergía es un parámetro que mide la calidad de la energía. Este parámetro puede emplearse para analizar la eficiencia energética de los procesos industriales. Con un análisis de exergía pueden compararse diferentes alternativas para comprobar cuál tiene el mayor rendimiento energético. Sin embargo, no proporciona soluciones por sí misma.

Los siguientes pasos son las ecuaciones que se necesitan para utilizar un análisis de excergia en el sistema

Recordando que la definición de excergia es necesario anotar los balances de energía del sistema y los balances de entropía

Balance de energía

∑ [h ]entrM entr+Q+W=¿∑ [h ]salM sal ¿

Balances de entropía

∑ [S ]entrM entr+∑ (Qi )(Ti )

+(Sgen )total=¿∑ [h ]salM sal¿

Para realizar un análisis de excergia se necesitan calcular los siguientes términos

∆ H=∑ [h ]salM sal−¿∑ [h ]entM ent=∑ [H ]sal−¿∑ [H ]ent ¿¿

∆ S=∑ [s ]salM sal−¿∑ [ s ]entM ent=∑ [S ]sal−¿∑ [S ]ent ¿¿

∆ Ex=∑ [H−T amb S ]salM sal−¿∑ [H−T amb S ]entM ent=∑ [Ex ]sal−¿∑ [Ex ]ent ¿¿

Siempre se debe cumplir que Q + W = ∆H

La ultima ecuación representa el análisis de excergia en el sistema el único valor que nos da es el trabajo equivalente mínimo del sistema, para emplearlo en el mejoramiento de algún equipo lo que se realiza es tratar de calcular la energía total expresada como trabajo mecánico equivalente

Entropía generada totalmente

Este valor siempre debe ser positivo

(Sgen )Total=∆ S−QT Ext

Luego se determina el trabajo perdido en el sistema

℘=T amb (Sgen )total

Para sacar la energía total expresada como trabajo mecánico equivalente se utiliza la siguiente ecuación

Weq=T p+∆ Ex

La siguiente ecuación se puede utilizar como comprobación

Weq=W+Q(1−T ambT ext )Para comparar que forma es más eficiente se necesitan comparar los trabajos, por ejemplo un analizando un intercambiador de energía en un ejemplo entra la corriente T1 muy caliente y en otro arreglo entra más fría, se comparan los dos trabajos y el que tenga un valor de Wp mayor significa que es mucho más ineficiente.