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Arnaiz-Del-Pozo CAutor (correspondencia)López-Paniagua IAutor (correspondencia)González-Fernández CAutor o Coautor

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4 de octubre de 2020
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Artículo
Sí

Optimum expanded fraction for an industrial, collins-based nitrogen liquefaction cycle

Publicado en:Entropy. 22 (9): E959- - 2020-09-01 22(9), DOI: 10.3390/e22090959

Autores: Arnaiz-del-Pozo C; López-Paniagua I; López-Grande A; González-Fernández C

Afiliaciones

CSIC - Instituto de Ceramica y Vidrio (ICV) - Autor o Coautor
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales - Autor o Coautor

Resumen

© 2020 by the authors. Industrial nitrogen liquefaction cycles are based on the Collins topology but integrate variations. Several pressure levels with liquefaction to medium pressure and compressor-expander sets are common. The cycle must be designed aiming to minimise specific power consumption rather than to maximise liquid yield. For these reasons, conclusions of general studies cannot be extrapolated directly. This article calculates the optimal share of total compressed flow to be expanded in an industrial Collins-based cycle for nitrogen liquefaction. Simulations in Unisim Design R451 using Peng Robinson EOS for nitrogen resulted in 88% expanded flow, which is greater than the 75-80% for conventional Collins cycles with helium or other substances. Optimum specific compression work resulted 430.7 kWh/ton of liquid nitrogen. For some operating conditions, the relation between liquid yield and specific power consumption was counterintuitive: larger yield entailed larger consumption. Exergy analysis showed 40.3% exergy efficiency of the optimised process. The exergy destruction distribution and exergy flow across the cycle is provided. Approximately 40% of the 59.7% exergy destruction takes place in the cooling after compression. This exergy could be used for secondary applications such as industrial heating, energy storage or for lower temperature applications as heat conditioning.

Palabras clave

Exergy analysisExergy efficiencyLarge-scale collins cycleLiquid yieldNitrogen liquefactionOptimisationOptimum expander flowSpecific power consumptionThermodynamic analysis

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Entropy debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2020, se encontraba en la posición 38/86, consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Physics, Multidisciplinary. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría Electrical and Electronic Engineering.

2025-07-17:

  • Google Scholar: 4
  • Scopus: 4

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-07-17:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 12 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (ARNAIZ DEL POZO, CARLOS RAFAEL) y Último Autor (GONZALEZ FERNANDEZ, M. CELINA).

    los autores responsables de establecer las labores de correspondencia han sido ARNAIZ DEL POZO, CARLOS RAFAEL y LOPEZ PANIAGUA, IGNACIO.