The universal optimal relations of the allocation and effectiveness of the heat exchangers for power plants with n Carnot-like cycles

• G. Aragón-González ^[1] ; A. León-Galicia ^[1]
  1. [1] UAM- Azcapotzalco, Ciudad de México, México
• Localización: Revista Mexicana de Física, ISSN-e 0035-001X, Vol. 63, Nº. 6, 2017, págs. 553-559
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Se optimiza un modelo de planta de potencia irreversible con n ciclos tipo Carnot. Las irreversibilidades de cada uno de los ciclos son: transferencia finita de calor entre el fluido de trabajo y los depósitos de temperatura, disipación del fluido de trabajo y fuga de calor entre ambos depósitos; es extendido a dos o más de este ciclo combinado. Aplicando el Principio de Bellman, encontramos las relaciones de recurrencia óptimas para la dimensión y efectividad de los intercambiadores de calor para modelo combinado. La óptima dimensión y efectividad se determina mediante dos reglas de diseño, aplicadas alternativamente: conductancias térmicas restringidas o área total constante. Las relaciones óptimas para la dimensión o efectividad obtenidas para este modelo combinado son invariantes a la potencia y eficiencia y a la ley de transferencia de calor.

  • English

    A model of irreversible Carnot-like power plant with n Carnot-like cycles is optimized. The irreversibilities of each cycle are: finite rate heat transfer between the working fluid and the external heat sources, internal dissipation of the working fluid, and heat leak between reservoirs; is extended to two or more of this combined model. Applying the Bellman’ Principle, we find the optimal recurrence relations for the allocation of the heat exchangers for thes power plants. The optimal allocation or effectiveness is determined by two design rules, applied alternatively: internal thermal conductance fixed or areas fixed. The optimal recurrence relations obtained for this combined model are invariant to the power and efficiency and to the heat transfer law.