EVALUACIÓN TERMODINÁMICA DEL CICLO CLAUDE CON PREENFRIAMIENTO PARA LA LICUEFACCIÓN DE HIDRÓGENO

Resumen

En este trabajo se presenta la evaluación termodinámica del ciclo Claude con preenfriamiento para la licuefacción de hidrógeno, que se muestra en la Figura 1. En este ciclo, el hidrógeno es aspirado por el compresor a condiciones ambiente a 1 bar y 25°C de presión y temperatura respectivamente, y en la descarga del compresor se tiene una presión de 40 bar. Se parte del análisis energético, en donde se plantean los modelos matemáticos para determinar las propiedades como presión, temperatura, entalpía y entropía; con estas propiedades se obtienen los parámetros de desempeño como el trabajo de compresión, el trabajo de expansión, la fracción másica de hidrógeno licuado Z. Posteriormente, se realiza el análisis exergético con el fin de evaluar la producción de las irreversibilidades en el sistema. De los resultados obtenidos se muestra que, se requieren 12.85 kg de gas de hidrógeno para obtener 1 kg de hidrógeno líquido y el trabajo suministrado al compresor es de 6190.31 kJ/kg. Con la evaluación exergética se determina que, el ciclo produce una irreversibilidad por unidad de masa de 5549.38 kJ/kg. Por último, la eficiencia exergética del ciclo es del 14%.