Comparació de l'eficiència energètica de mitjans de transport

Abstract

Davant la creixent preocupació mundial pel canvi climàtic, cada cop hi ha més investigacions que vinculen l'impacte del sector energètic amb la contaminació global. Per aquest motiu, s'ha suggerit que un canvi de paradigma en els mètodes de transport pot mitigar la situació. Tanmateix, hi ha estudis que demostren que la cadena de funcionament del cotxe elèctric produeix més contaminació que la cadena dels vehicles convencionals. Amb aquesta finalitat, aquest projecte pretén esbrinar quina energia de propulsió és la més adequada per al medi ambient mitjançant l’anàlisi d’entropia teòrica.

Per aconseguir-ho, en primer lloc, s’estudia l'eficiència dels motors de combustió interna convencionals, a través dels cicles ideals reversibles d’Otto i Dièsel associats a la primera i la segona Llei de la Termodinàmica. A continuació, s’examinen les irreversibilitats de les combustions, per mitjà de simulacions teòriques de producció d'entropia, i s’analitza quin motor distorsiona més l’entropia de l’univers.

Seguidament, el projecte se centra en la contaminació generada pels gasos de diòxid de carboni i investiga l’entropia de gasos del tub d’escapament. Per computar aquesta part, es duen a terme càlculs basats en la llei dels gasos ideals amb diferents dimensions volumètriques de l’aire per investigar el comportament entròpic. Finalment, es proposa un índex de contaminació de diòxid de carboni relacionat amb les pèrdues d’exergia destruïda rellevants a les entropies de l’estudi.

Ante la creciente preocupación mundial por el cambio climático, cada vez existen más investigaciones que vinculan el impacto del sector energético con la contaminación global. Por ello, se ha sugerido que un cambio de paradigma en los métodos de transporte puede mitigar la situación. Sin embargo, existen estudios que demuestran que la cadena de funcionamiento del coche eléctrico produce más contaminación que la cadena de los vehículos convencionales. A tal fin, este proyecto pretende averiguar qué energía de propulsión es la más adecuada para el medio ambiente mediante el análisis de entropía teórica.

Para ello, en primer lugar, se estudia la eficiencia de los motores de combustión interna convencionales, a través de los ciclos ideales reversibles de Otto y Diésel asociados a la primera y segunda Ley de la Termodinámica. A continuación, se examinan las irreversibilidades de las combustiones, mediante simulaciones teóricas de producción de entropía, analizando qué motor distorsiona más la entropía del universo.

Seguidamente, el proyecto se centra en la contaminación generada por los gases de dióxido de carbono e investiga la entropía de gases del tubo de escape. Para computar esta parte, se realizan cálculos basados en la ley de los gases ideales con diferentes dimensiones volumétricas del aire para investigar el comportamiento entrópico. Por último, se propone un índice de contaminación de dióxido de carbono relacionado con las pérdidas de exergía destruida relevantes a las entropías del estudio.

With growing global concern about climate change, there is a growing amount of research linking the impact of the energy sector to global pollution. Therefore, it has been suggested that a paradigm shift in transportation methods can mitigate the situation. However, some studies show that electric car powertrain produce more pollution than conventional vehicle powertrain. To this end, this project aims determine which propulsion energy is the most ecological using a theoretical entropy analysis.

To achieve this, first of all, the efficiency of conventional internal combustion engines is studied, through the ideal reversible Otto and Diesel cycles associated with the first and second Thermodynamic Law. Secondly, the irreversibility of the combustion is examined through theoretical simulations of entropy production, analyzing which engine distorts the entropy of the universe the most.

Next, the project focuses on the pollution caused by carbon dioxide gases and investigates the entropy of exhaust gases. To compute this part, calculations based on the ideal gas law are performed with various volumetric dimensions of the air to investigate the entropy’s behavior. Finally, an index of carbon dioxide pollution associated with the destroyed exergy losses corresponding to the entropy of the study is proposed.