Resumen

En el artículo se definen y analizan los límites termodinámicos para varios procesos tradicionales y asistidos por trabajo de desarrollo secuencial con velocidades finitas, importantes en ingeniería y biología. Los límites termodinámicos están expresados en términos de cambio de exergía clásicos y un mínimo residuo de exergía disipada, o alguna extensión incluyendo penalidad por tiempo.

Se consideran procesos con transferencia de calor y masa que ocurren en un tiempo finito y con equipo de dimensión finita. Estos procesos incluyen calor y operaciones de separación, y se encuentran en intercambiadores de calor y masa, redes térmicas, convertidores de energía, unidades de recuperación de energía, sistemas de almacenamiento, reactores químicos, y plantas químicas. El análisis del autor esta basado en la condición que, para hacer útiles los resultados de los análisis termodinámicos en ingeniería económica, es el límite termodinámico, no la eficiencia termodinámica máxima, el que debe ser superado para requerimientos de proceso prescritos.

Una parte creativa de este trabajo perfila una aproximación general de la construcción de “variables de Carnot” como controles adecuados. Modelos endoreversibles, de velocidad finita incluyen pérdidas irreductibles mínimas causadas por resistencias térmicas al potencial de exergía clásico. Se formulan funciones de trabajo extremo (extremum), las cuales incorporan producción de entropía mínima residual, en términos de estados iniciales y finales,duración total, y (en procesos discretos) número de etapas.

• Materias:Termodinámica Física y teoría
• Subjects:Thermodynamics Physical and theoretical
• Palabras claves:Ciclo de Carnot, Exergía, Termodinámica de tiempo finito, Bombas de calor, Motores térmicos
• Keywords:Carnot cycle, Exergy, Finite-time thermodynamics, Heat pumps, Thermal engines