Inspection of Exergy usage under a Sustainability Framework: A Case of Application for Internal Combustion
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Due to the climate crisis that is being experienced today worldwide and to propose more efficient and sustainable systems that contribute to the fulfillment of the SDGs proposed by the UN, this article seeks to propose a reference framework based on exergetic analysis for evaluating the efficiency and level of sustainability of a system, specifically the case of internal combustion engines (ICM). As a context, state of the art on exergy and main recent contributions for improving exergy-based ICMs are provided. The necessary equations are defined to carry out an exergy analysis for a Diesel cycle, considering the combustion and heat transfer processes as sources of entropy generation. Similarly, a sustainability indicator was established based on the exergy balance for a system. These equations were applied to a case study of an ICM, and tests were carried out with various types of fuels to compare their efficiency. Ethane (C2H6) turned out to be the most efficient fuel and with the highest sustainability level compared to others. However, it was found that chemical reactions, in general, represent a large percentage of quality losses, as well as a threat to the sustainability of the system.
Debido a la crisis climática que se vive hoy en día a nivel mundial y con el objetivo de proponer sistemas más eficientes y sostenibles que contribuyan al cumplimiento de los ODS planteados por la ONU, este artículo busca proponer un marco de referencia basado en análisis exergéticos para evaluar la eficiencia y nivel de sostenibilidad de un sistema, específicamente el caso de motores de combustión interna (MCI). A modo de contexto, se provee un estado del arte sobre la exergía y principales aportes recientes para el mejoramiento de los MCI basados en exergía. Se definen las ecuaciones necesarias para realizar un análisis exergético para el caso de un ciclo Diesel, considerando los procesos de combustión y transferencia de calor como fuentes de generación de entropía. De igual manera, se estableció un indicador de sostenibilidad a partir del balance exergético para un sistema. Se aplicaron estas ecuaciones para un caso de estudio de un MCI y se realizaron pruebas con varios tipos de combustibles a modo de comparar su eficiencia, de los cuales el etano (C2H6) resultó ser el combustible más eficiente y con mayor nivel de sostenibilidad comparado con los demás. Sin embargo, se obtuvo que las reacciones químicas en general, representan un gran porcentaje de pérdidas en la calidad, así como una amenaza a la sostenibilidad del sistema.
- Publication Year
- 2021
- Language
- spa
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- RI de Documento Digitales de Acceso Abierto de la UTP
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- https://revistas.utp.ac.pa/index.php/id-tecnologico/article/view/3026
https://ridda2.utp.ac.pa/handle/123456789/13123
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