Date post: | 25-Nov-2015 |
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EES
Engineering Equation Solver
Presentado por:
Juan Pablo Vargas Bautista Consultor Auditorias y Eficiencia Energtica
Cochabamba, Octubre 2013
By JPVB
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1. Introduccin Bsica de Termodinmica
2. Introduccin Bsica de Transferencia de Calor
3. Introduccin EES
4. Conceptos bsicos de programacin en EES
5. Resolucin de problemas de termodinmica con EES
6. Programacin de un ciclo Rankine
7. Programacin de un ciclo de Refrigeracin Solar
8. Tablas Paramtricas y Grficas en EES
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Contenido
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Introduccin
Curso EES
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Our energy challenge, R. E. Smalley
27th Illinois Junior Science & Humanities Symposium
April 3, 2005
Rice University
Humanitys Top Ten Problems for next 50 years
1. ENERGY
2. WATER
3. FOOD
4. ENVIRONMENT
5. POVERTY
6. TERRORISM & WAR
7. DISEASE
8. EDUCATION
9. DEMOCRACY
10. POPULATION
2004 6.5 Billion People
2050 ~ 10 Billion People
World energy sources and demand in millions of barrels of oil equivalent per
day (BOE) Source: John F. Bookout (President of Shell USA) ,Two Centuries of Fossil Fuel Energy International Geological Congress, Washington DC; July 10,1985.
Episodes, vol 12, 257-262 (1989).
Actuales Retos del Ingeniero
Mecnico y Electromecnico en el
mbito Energtico
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Introduccin
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El consumo de energa es necesario para el desarrollo econmico y social de todos los
pases.
Gracias a la energa es posible tener un estilo de vida que sera imposible disfrutar si no
dispusiramos de recursos energticos.
Por qu hay que ahorrar
energa?
- Agotamiento de las energas no
renovables.
- Impactos negativos en el medio
ambiente.
- Inseguridad del abastecimiento
energtico.
Desarrollo Sustentable
Curso EES
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Introduccin
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ALTERNATIVAS
Curso EES
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Termodinmica
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Aplicacin de la primera y segunda ley de la termodinmica: - Primera Ley de la Termodinmica: La energa no se crea ni se destruye, se transforma - Segunda Ley de la Termodinmica: La energa tiene calidad , la transferencia de calor se realizan en una direccin - Entropa: grado de desorden de un sistema, energa no disponible para realizar trabajo til
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Mecanismos de Transferencia de Calor
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Conduccin: Transmisin de calor a travs de un slidos en contacto directo con otro
slido.
Conveccin: Transmisin de calor por movimiento real de las molculas de una
sustancia o fluido.
Radiacin: Transmisin de calor entre dos cuerpos, el calor atraviesa el espacio en
forma de rayos infrarrojos
Curso EES
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INTRODUCCIN
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Curso EES
EES ha sido desarrollado por dos profesores, el Dr. William
Beckman y el Dr. Sanford Klein, ambos de la Universidad de
Wisconsin.
EES proporciona la solucin numrica de un conjunto de
ecuaciones algebraicas. Tambin se puede utilizar para:
- Resolver diferenciales y ecuaciones integrales.
- Hacer optimizacin.
- Proporcionar los anlisis de incertidumbre y regresin
lineal y no lineal.
- Generar grficos con calidad de publicacin.
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INTRODUCCIN
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Curso EES
EES se puede utilizar para resolver problemas de diseo
en el que los efectos de uno o ms parmetros deben ser
determinados.
Estudio paramtrico mediante una tabla, que es similar a
una hoja de clculo. El usuario identifica las variables
independientes mediante la introduccin de sus valores en
las celdas de tabla.
EES calcula los valores de las variables dependientes de
la tabla.
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INTRODUCCIN
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Curso EES
Base de datos de propiedades termodinmicas y de
transporte es de gran ayuda en la solucin de
problemas en termodinmica, mecnica de fluidos y
transferencia de calor.
Se puede utilizar para muchas aplicaciones de
ingeniera, es ideal para la docencia en los cursos de
ingeniera mecnica y para el ingeniero en la prctica
de su profesin frente a la necesidad de resolver
problemas prcticos.
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VENTAJAS
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Curso EES
Hay dos grandes diferencias entre EES y otros programas
similares:
1. EES permite a las ecuaciones con variables
desconocidas colocarlas en cualquier orden. EES reordena
automticamente las ecuaciones para obtener una solucin
eficiente.
2.) EES proporciona muchas funciones integradas de
propiedades matemticas y termofsicas tiles para los
clculos de ingeniera.
Las propiedades de transporte tambin estn disponibles
para una gran cantidad de sustancias.
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VERSIONES
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Curso EES
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BIBLIOTECA
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Curso EES
La biblioteca de las funciones matemticas y de
propiedades termofsicas de EES es extensa. EES tambin
permite que el usuario introduzca sus relaciones funcionales
propias de tres maneras diferentes:
1. Mediante tablas, para el acceso y la interpolacin de
datos, de modo que los datos se pueden usar directamente
en la solucin del conjunto de ecuaciones.
2. El lenguaje de EES permite la inclusin de funciones,
procedimientos y mdulos escritos por el usuario.
3. Compilado funciones y procedimientos, escritos en un
lenguaje de alto nivel, como Pascal, C o FORTRAN, puede
ser dinmicamente vinculados con EES.
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HELP
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Curso EES
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CARACTERISTICAS
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Curso EES
Excelente herramienta para ingenieros:
- Lookup tables para interpolaciones lineales, cubicas y
cuadrticas
- Regresiones
- Plots
- Visualizacin en Diagrama
- Animacin (Avanzado!)
- Libreras lista para utilizar propiedades de fluidos, materiales
- Se puede copiar tablas de y hacia Excel
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CARACTERISTICAS
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Curso EES
Excelente herramienta de anlisis:
Estudios paramtricos
Propagacin de errorres
Mnimos y mximos.
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CARACTERISTICAS
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Curso EES
Herramientas matemticas incluye:
- Integracin, derivacin numrica
- Nmeros complejos y ngulos
- Funciones Bessel
- Funciones de error Gausianas ERF y ERFC
- Numeros reales e imaginario
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RESOLVIENDO ECUACIONES
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Curso EES
234.1
21
77
2
32
x
y
x
yx
1
f = 2 ln
D 3.7 +
2.51
Re f
Cmo resolvera estas ecuaciones?
Y ecuaciones implcitas como la siguiente?
Examples/Getting Started -- EES/Solving
multiple equations
FORMATO
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Curso EES
Arrays Arreglos
Asi se define los arreglos - Arrays" T[1] = 20 T[4] = 25 K[2,2] = 10 Es un arreglo 2-D (matriz)"
Potencia
Potencia" k^2 = 5
FORMATO
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Curso EES
Valor absoluto
Valor Absoluto"
value_abs = abs(k)
Letras Griegas!
Letras Griegas"
DELTAT = 1 o deltaP = 2
OMEGA = 100 o omega = 100
THETA = 45 o theta = 45
FORMATO
21
Curso EES
Formato general Formato general"
y_old = 10 "Subscript"
z|alpha = 9 "Superscript"
x_dot = 10 pone el punto sobre x!"
x_ddot = 2 "Doble punto sobre x"
x_hat = 2 Sombrero ^ sobre x"
x_bar = 22 Barra sobre x"
angle|o = 20 angulo"
T|star = 325 T asterisco T*"
Y|plus = 0.12 T+"
T_infinity = 25 T"
FORMATO
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Curso EES
Formato general Formato general"
y_old = 10 "Subscript"
z|alpha = 9 "Superscript"
x_dot = 10 pone el punto sobre x!"
x_ddot = 2 "Doble punto sobre x"
x_hat = 2 Sombrero ^ sobre x"
x_bar = 22 Barra sobre x"
angle|o = 20 angulo"
T|star = 325 T asterisco T*"
Y|plus = 0.12 T+"
T_infinity = 25 T"
FORMATO
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Curso EES
Compilador
Empieza con $
Ver la ayuda Help para utilizar $
Tpico uso: $TabStops 0.5 cm
$UnitSystem SI MASS C KPA KJ DEG
Tambin se puede utilizar directivas como: $If Condition
...
$Else
...
$EndIf
FORMATO
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Curso EES
EES define un nmero largo de constantes
Options > Constants. g# (graviedad)
Se puede escribir
F = m * g#
En vez de
g = 9.81 [m/s^2]
F = m * g
true#, false# (test boleanos)
sigma# (Stefan-Boltzmann radiacin)
C# (velocidad de la luz)
R# (constante universal de gases) Asi que la constante ideal de aire sera:
R_air = R# / MolarMass(Air)
VISUALIZACIN
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Curso EES
VISUALIZACIN
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Curso EES
Muchas Gracias por su Atencin
Juan Pablo Vargas Bautista
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