EXERGIA
[Adaptado
de
Un molino de viento se instala en una
localidad donde fluye el viento en forma estable a una velocidad promedio de 10
m/s, que equivale a un flujo másico de 1335 kg/s.
Determine la Exergía del aire que fluye y la potencia
máxima que puede generar el molino.
SOLUCION.
La ecuación general que aplica para a la
Exergía en procesos de flujo es la siguiente:
evaluada en términos de:
- el cambio de la energía
interna del fluido en movimiento
- el trabajo PV con respecto
a la presión externa opuesta
- el calor transferido de los
alrededores
- el cambio en la energía
cinética del fluido
- el cambio en la energía
potencial del fluido
En
nuestro ejemplo, como no hay
transferencia de calor de los alrededores al aire fluyendo, podemos pensar que:
- no varía la temperatura del
aire fluyendo
- por consiguiente no hay
cambio en su energía interna
- tampoco hay cambio en la
entropía del fluido si no hay flujo de calor
- Además,
no cambia su volumen específico (densidad constante) y el término de
trabajo PV se hace cero
- Podemos considerar que no
hay variaciones de energía potencial
Finalmente,
- la
Exergía se evalúa asumiendo que la velocidad final del aire es cero. Es decir cuando le extraemos toda su energía
cinética disponible, en caso de que en la práctica esto pudiera ser
posible.
La
ecuación de Exergía queda entonces:
Se le puede extraer al aire
que fluye, de ser posible, un
máximo de 66.7 kW de potencia