Español
En este trabajo se presenta un modelo que permite determinar los principales parámetros de funcionamiento del ciclo Brayton, así como realizar su análisis energético y exergético. El modelo utiliza un método de cálculo basado en ecuaciones termodinámicas específicamente de conservación de la masa, Primera y Segunda Ley de la Termodinámica, las cuales permiten determinar la cantidad, calidad y degradación de la energía durante los procesos. Se considera que el fluido de trabajo se comporta como un gas ideal y que su composición así como sus propiedades cambian a lo largo del ciclo debido al proceso de combustión. De los resultados obtenidos se puede concluir que, de los combustibles estudiados, el que más potencia produce consume menos combustible y permite obtener una mayor eficiencia exergética, es el metano, consiguiéndose con esto una reducción en las emisiones de dióxido de carbono. Al comparar el comportamiento del ciclo Brayton de aire con el ciclo que emplea diversos combustibles, se puede observar que los parámetros de operación tienen un comportamiento similar, esto permite concluir que la suposición hecha en los estudios iniciales de la Termodinámica de que el ciclo Brayton opera solo con aire con calores específicos constantes y solo con procesos de transferencia de calor sin combustión, es válida. La ventaja de emplear esta suposición es que simplifica notablemente el análisis del ciclo en las etapas iniciales del estudio de la Termodinámica, lo que permite concentrarse en su funcionamiento básico con una considerable disminución en la complejidad de los cálculos
Inglés
In this work is presented a model for determining the main parameters of the Brayton cycle, and perform energy and exergy analysis. The model uses a calculation method based on thermodynamic equations, specifically, conservation of mass, First and Second Law of Thermodynamics, which can determine the quantity, quality and energy degradation during processing. It is considered that the working fluid behaves as an ideal gas and that their composition and their properties such as specific heat, which are a function of temperature and composition, change throughout the cycle due to the combustion process. From the results it can be concluded that the studied fuel that produces more power, less fuel consumption and enables higher exergetic efficiency, is methane, getting with this a reduction in carbon dioxide emissions. Comparing the behavior of air Brayton cycle with the cycle that uses various fuels, we can see that the operating parameters have a similar behavior, the conclusion is that the assumption made in the initial studies of the thermodynamics of Brayton cycle operates only air with constant specific heats and only with heat transfer processes without combustion, is valid, the advantage of using this assumption greatly simplifies the analysis of the cycle in the early involvement of Thermodynamics, which allows to focus on basic operation with a considerable reduction in the complexity of the calculations