Análisis termodinámico y optimización de un ciclo de absorción dedicado a reducir la temperatura de admisión en un motor de combustión

Abstract

[ES] La creciente necesidad de reducir el consumo de combustibles fósiles y la contaminación producida por ellos, ha concentrado los esfuerzos de los fabricantes de vehículos en desarrollar estrategias que mejoren el rendimiento de los motores, disminuyendo su impacto medioambiental. Reducir la temperatura del aire de entrada al motor es una de las alternativas. El presente documento muestra el desarrollo de un modelo numérico del ciclo termodinámico de absorción (amoniaco-agua) y la optimización de las condiciones de operación del mismo, para su funcionamiento como sistema de refrigeración del aire de admisión en un motor de combustión interna,con el objetivo de reducir la temperatura a 0◦C. El modelo fue desarrollado íntegramente con la plataforma numérica MATLABR© y sus variables fueron optimizadas mediante el algoritmo genético MOGA-II. El método de resolución utilizado incluye exigentes hipótesis que idealizan los procesos de absorción y separación, librerías con las propiedades de los fluidos y los principios fundamentales de conservación de la masa y la energía. Además, el análisis pinch point fue utilizado como herramienta para garantizar el adecuado funcionamiento del ciclo. Los resultados obtenidos y las relaciones entre las principales variables son presentados gráficamen-te. El análisis termodinámico realizado confirma la capacidad del sistemapara reducir la temperatura a 0◦C. Se demuestra la importancia del proceso de absorción en el rendimiento del sistema, confirmando la naturaleza crítica de este componente. Y se concluye que las temperaturas a la salida del condensador y del evaporador constituyen los factores limitantes del ciclo.