ISSN: 2007-9753
Latindex Folio: 23614

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Simulation of an aeroderivative gas turbine via a chemical reactor Gibbs type. (Trabajo presentado en el Congreso Internacional de Energía 2015)   Melo-González, R.a, Osorio Mirón A.a, Reyes Grajales, L. M.a, Rodríguez Hernández, I. N.a, Pérez-Pastenes, Hb.   
 Abstract
Abstract In recent years the use of software for rigorous process simulation in dynamic and steady state has been taking great importance in the industry because it can represent virtual stages of a process, or the entire process, for analysis and decision in the design, simulation and control of processes. The aim of this work is to study the behavior in open cycle of the combustion chamber of an aeroderivative gas turbine based on Brayton cycle using models of chemical reactors. In this process, to represent the combustion chamber of a gas turbine, a Gibbs type chemical reactor model was used. The model is available in the commercial simulators databases, namely PROII 9.2. In order to find the convergence of the solution of the proposed model, three numerical controllers were included to keep the operation conditions associated with the air excess, thermal yield and expansion efficiency. Numerical results show that not only the values of flue gases leaving the reactor have a good correlation with the chemical energy available in the gas turbine, but also the conversion efficiency to mechanical energy, residual thermal energy and energy loss corresponds to efficiency range reported in the technical and scientific literature.

En los últimos años, el uso de software para simulación rigurosa de procesos en estado estable y dinámico ha tomado gran relevancia en las industrias, porque estas permiten representar de forma virtual las etapas de un proceso, o el proceso completo, para su análisis y toma de decisiones en el diseño, simulación y control. El objetivo de este trabajo es analizar el comportamiento operativo en ciclo abierto de la cámara de combustión de una turbina de gas aeroderivada que se basa en el ciclo Brayton, utilizando modelos de reactores químicos disponibles en un simulador de procesos. En este proceso, para representar la cámara de combustión de una turbina de gas, se usó un modelo de reactor químico tipo Gibbs disponible en las bases de datos en simuladores comerciales tales como PROII 9.2. Para obtener la convergencia de la solución del modelo propuesto, se incluyeron tres controladores numéricos para mantener las condiciones y principios de operación de la turbina de gas relacionados con el exceso de aire, rendimiento térmico y eficiencia de expansión. Los resultados numéricos muestran que los gases de combustión a la salida del reactor representan la energía química disponible en la turbina de gas, y que la eficiencia de conversión a energía mecánica, energía térmica residual y energía perdida corresponde al intervalo de eficiencia que se reporta en la literatura técnica y científica.

INGENIERIA AERONAUTICA

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