Ingeniería Mecánica

Renewal of the study plan in the Mechanical Engineering career of the Technical University of Manabí

Resumen La presente investigación tuvo como objetivo proponer cambios en asignaturas que perfeccionen el conocimiento general de ingeniería y gerencia del mantenimiento en la carrera de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica de Manabí. Se diseñaron dos encuestas para conocer cómo los egresados reflejaban sus conocimientos en el área del conocimiento de la ingeniería y gerencia del mantenimiento así como los requerimientos que se esperaba tuvieran para el sector industrial de la provincia de Manabí fundamentalmente así como se validaron estas herramientas a través del método de Kuder-Richard. Fueron implementadas matrices de relación para saber si las asignaturas actuales, del plan de estudio del ingeniero mecánico cumplían con los requerimientos solicitados por el sector industrial. Los principales resultados obtenidos demostraron que no se cumplía con lo solicitado por lo que se propusieron dos nuevas asignaturas y sus objetivos que darán solución a las deficiencias detectadas.

Abstract The objective was to propose changes in subjects to improve the general knowledge of engineering and maintenance management in the Mechanical Engineering career of the Technical University of Manabi. Two surveys were designed to know how the graduates reflected their knowledge in the area of maintenance engineering and management knowledge as well as the requirements they were expected to have for the industrial sector of the province of Manabí, fundamentally as well as validating these tools through the Kuder-Richard method. Relationship matrices were implemented to know if the current subjects of the mechanical engineer's study plan complied with the requirements requested by the industrial sector. The main results obtained showed that they did not meet the requirements, so two new subjects and their objectives were proposed to solve the deficiencies detected.

Cuban Babbit AVE-F1 for the recovery of bearings in thermal power plant turbines

Resumen Las aleaciones antifricción conocidas con el nombre genérico de Babbitt y compuestas de estaño como metal base. En Cuba, actualmente este material se importa desde Rusia, por tal motivo el objetivo fundamental del presente trabajo es caracterizar el Babbitt AVE-F1 de producción cubana obtenido por fundición centrífuga. Primeramente, se construye un dispositivo que permitió obtener una pieza de babbitt por el referido proceso de fundición. Luego se prepararon las probetas de acuerdo con las normas establecidas. Se estudian la microestructura, la dureza y la resistencia a la compresión y se comparan con estas mismas propiedades del babbitt B-83 de fabricación rusa. La microestructura de ambos materiales resulta ser similar. Se observaron diferencias en cuanto a la dureza y la resistencia a la compresión. Por tal motivo se concluye que el Babbitt B-83 tiene mejores propiedades. El presente trabajo supone un avance en el proceso de reacondicionamiento de cojinetes de deslizamiento de babbitt en la industria cubana.

Abstract The antifriction alloys known by the generic name of Babbitt and composed of tin as the base metal. In Cuba, this material is currently imported from Russia, so the main objective of this work is to characterise the Cuban-produced Babbitt AVE-F1 obtained by centrifugal casting. First of all, a device was built to obtain a babbitt piece by the aforementioned casting process. Then, the specimens were prepared according to the established standards. The microstructure, hardness and compressive strength are studied and compared with the same properties of the Russian babbitt B-83. The microstructure of both materials is found to be similar. Differences in hardness and compressive strength were observed. Therefore, it is concluded that Babbitt B-83 has better properties. The present work represents an advance in the reconditioning process of babbitt sliding bearings in the Cuban industry.

Graphical approach for classifying cars utilization in rental fleets

Resumen Los nomogramas son instrumentos que facilitan la interpretación del cálculo numérico, a partir de la representación gráfica de ecuaciones con un nivel práctico de precisión. El presente artículo tuvo como objetivo presentar el nomograma denominado Gráfico de Estado de la Racionalidad, (concebido por los autores) y su empleo para clasificar el nivel de racionalidad con que se usan los vehículos. El nomograma permitió simplificar la evaluación práctica y periódica de los vehículos. En la investigación se efectuó el análisis de autos en flotas de arrendamiento atendiendo a varios criterios. La flota se segmentó en bloques homogéneos de acuerdo al modelo de auto, la temporada y el tiempo en explotación. Finalmente, se constató que la influencia en el impacto económico negativo del tiempo inactivo de los vehículos es mayor que la del tiempo fuera de servicio, lo que es contrario al criterio generalmente aceptado en el que, el mantenimiento es la causa fundamental de la irracionalidad en el uso de los vehículos e indica la necesidad de tomar decisiones asociadas a la función de operaciones.

Abstract Nomograms are instruments that facilitate the interpretation of numerical calculation, based on the graphic representation of equations with a practical level of precision. This article aims to show the nomogram called Graphic of State of Rationality, conceived by the authors and its use, for classifying the degree of rationality of the use of vehicles. The Nomogram allows simplifying the practical and periodic evaluation of vehicles. In the investigation, the analysis of lease fleets was carried out according to several criteria. The fleet was segmented in homogeneous blocks according to the car model, the season and the time in exploitation. Finally, it was defined that the influence on the negative economic impact of the inactive time of vehicles is greater than that the time out of service, which is contrary to the generally accepted criteria in which, maintenance is the fundamental cause of irrationality in the use of vehicles and indicates the need of decision -making associated with the operations function.

Implementation of the Total Equipment Effectiveness indicator in a biopharmaceutical plant

Resumen Una de las preocupaciones diarias de las industrias productivas es mejorar su rendimiento y buscar que su negocio sea cada vez más rentable. Las industrias necesitan ser cada día más eficientes, aumentando su productividad, maximizando el rendimiento de su equipamiento, reduciendo costos y optimizando sus procesos productivos. El objetivo de esta investigación fue implementar el indicador que mide la Efectividad Total del Equipamiento (Total Equipment Effectiveness, OEE) a un proceso de llenado aséptico en una planta de parenterales Biofarmacéutica, a partir de la información de la producción de una de las líneas de llenado en el año 2021. Del análisis se obtuvo como resultado que el indicador de OEE, atendiendo a su clasificación, se pudo determinar que este no cumple ya que no existió durante el período analizado un buen desempeño de la variable Rendimiento, debido al no aprovechamiento de las capacidades de la máquina en el tiempo que estuvo disponible, ocasionado fundamentalmente, a una disminución de la demanda; no afectando así el sobrecumplimento de la producción demandada.

Abstract One of the daily concerns of the productive industries is to improve their performance and seek to make their business increasingly profitable. Industries need to be more efficient every day, increasing their productivity, maximizing the performance of their equipment, reducing costs and optimizing their production processes. The objective of this research was to implement the indicator that measures the Total Equipment Effectiveness (OEE) to an aseptic filling process in a Biopharmaceutical parenteral plant, based on the production information of one of the filling lines in the year 2021. From the analysis, it was obtained as a result that the OEE indicator, based on its classification, it was possible to determine that it does not comply since there was no good performance of the Performance variable during the analyzed period, due to the non-use of the capabilities of the machine in the time it was available, fundamentally caused by a decrease in demand; thus not affecting the overcompliance of the demanded production.Keywords: Total Equipment Effectiveness indicator; productivity; performance.

Hydrodynamic study and determination of the operating times of an offshore support vessel

Resumen Las operaciones marítimas en alta mar dependen de las condiciones meteorológicas. Uno de los factores más importantes para las operaciones marinas son las condiciones meteorológicas prevalecientes, cada operación tiene límites en cuanto a la altura del oleaje, marea, velocidad de corrientes y vientos. En este trabajo, se obtuvieron los períodos de tiempo de operación o workability de una embarcación de apoyo en alta mar tipo OSV (Offshore Support Vessels) en el Golfo de México (GOM), realizando un estudio hidrodinámico, considerando datos metoceánicos de oleaje, vientos, marea en la ubicación del buque y limites operativos de los equipos para el servicio continuo de la embarcación, tal como el Sistema de Posicionamiento Dinámico, Grúa de cubierta y la escala de acceso de personal de seis grados de libertad. Se consideró que el buque puede prestar servicios a la plataforma fija en dos localizaciones, Sur y Oeste. Se determinaron los movimientos hidrodinámicos de respuesta del buque para cada estado de mar de interés, comparándolos con los límites operativos identificando así los valores favorables y desfavorables que contribuyen al workability de la embarcación para los meses de enero hasta abril del 2019. El porcentaje de workability se determinó identificando las frecuencias con condiciones favorables.

Abstract Offshore maritime operations depend on weather conditions. One of the most important factors for marine operations are the prevailing weather conditions, each operation has limits in terms of wave height, tide, current speed and winds. In this work, the periods of time of operation or workability of an offshore support vessel type OSV (Offshore Support Vessels) in the Gulf of Mexico (GOM) were obtained, carrying out a hydrodynamic study, considering metocean data of waves, winds and tides at the location of the ship and operational limits of the equipment for the continuous service of the ship, such as the Dynamic Positioning System, Deck Crane and the six degrees of freedom personnel access gangway. It was considered that the ship can provide services to the fixed platform in two locations, South and West. The hydrodynamic response movements of the vessel were determined for each sea state of interest, comparing results with the operational limits, thus identifying the favorable and unfavorable values that contribute to the workability of the vessel for the months of January to April 2019. The percentage of workability was determined by identifying the frequencies with favorable conditions.

Solving potential problems in two dimensions in semi-infinite media using the Boundary Element Method

Abstract Adequate knowledge of physical phenomena has been shown to be essential for the development of new technologies. Such knowledge allows several engineering problems to be studied and solutions to be found. More and more complex problems have been studied and solved, especially in recent centuries. Infinite and semi-infinite spaces presented great discretization difficulty due to the scarcity of resources for this. With the emergence of numerical methods, these problems had their closest possible solution to being found. The present work presents the formulation and mathematical principles that comprise the Boundary Element Method model to approach two-dimensional problems with infinite and semi-infinite domains. The particulars regarding the definition of the relevant variables, the characteristics of the fundamental solutions in these cases, and the behavior of primal variables at infinitely distant points are discussed. Aspects related to the discretization and numerical issues are also addressed by solving two particular semi-plane problems. The numerical results obtained showed satisfactory accuracy, confirming that the Boundary Element Method is the most adequate technique even today to solve such problems.

Resumen You must have at least 100 words and maximum150, writing in a paragraph. The study of simultaneous flow of liquid and gas over a conduit is two phases flow combinations more complex that exist. For the study we select fluid (glycerin in solution with water (80 %) and industrial gel) that establish flow models necessary for the investigation the desired systems. And is obtained from physical-mathematical analysis of obtained results made experiment for different configurations, a theorys experimental model have evaluate the drag coefficient and force acting on only bubble and train bubbles in job regimen for Reynolds value less and equal to 15. In the present study was performed computational modeling of different patterns, validated with experimental results. Simulations and results obtained for visualizing and analyzing the actual system behavior. These models are ready for been used for other configurations in future studies for other configurations in future studies.

Discharge and casing temperature: behavior of hermetic compressors in countries with a tropical climate

Resumen Conocer la temperatura de la descarga y carcasa de los compresores herméticos de refrigeración doméstica que operan en condiciones de clima tropical, permite garantizar el correcto funcionamiento y vida útil de estos equipos. Este artículo presenta los resultados de las pruebas en calorímetro a fluido secundario del comportamiento de la temperatura de la descarga y carcasa a compresores herméticos de tres fabricantes. Las pruebas se realizaron antes y después de la prueba de vida, a diferentes temperaturas ambientes, voltajes, con y sin subenfriamiento. Los resultados han demostrado que existen diferencias significativas entre los valores de temperatura de descarga y carcasa de los compresores herméticos, para el rango de temperatura ambiente estudiado. La necesaria búsqueda de una mayor eficiencia en los sistemas de refrigeración, conduce a que la información obtenida podría utilizarse en el estudio de mejoras para el diseño de compresores que se desempeñan en climas tropicales.

Abstract Knowing the temperature of the discharge and casing of hermetic domestic refrigeration compressors that operate in tropical climate conditions, allows us to guarantee the correct operation and useful life of these equipment. This article presents the results of tests in secondary fluid calorimeter of the behavior of the temperature of the discharge and casing to hermetic compressors of three manufacturers. The tests were carried out before and after the life test, at different ambient temperatures, voltages, with and without subcooling. The results have shown that there are significant differences between the discharge and casing temperature values of hermetic compressors, for the ambient temperature range studied. The necessary search for greater efficiency in refrigeration systems leads to the fact that the information obtained could be used in the study of improvements for the design of compressors that perform in tropical climates.

Analysis of entropy generation on a high-lift airfoil

Resumen En esta investigación se realizó un análisis de la generación de entropía en un perfil aerodinámico de gran sustentación con alerón variando el número de Reynolds. Se utilizó dinámica de fluidos computacional para realizar cálculos numéricos de flujo. La entropía se calculó en base a la fluctuación de la velocidad del fluido. El perfil aerodinámico estudiado fue un DLR-F15 en condiciones de máxima deflexión. Las magnitudes de 𝑅𝑒 fueron 0.5e6, 1 e6 y 5e6. Los resultados muestran que el aumento de la generación de entropía también aumenta, y este incremento se produce principalmente en el borde de ataque aguas abajo, mientras que en el alerón se observó el borde de salida aguas abajo. La generación de entropía muestra las zonas donde se producen pérdidas aerodinámicas sobre el perfil aerodinámico y el alerón.

Abstract In this research, an analysis of the generation of entropy in a high-lift aerodynamic airfoil with flap varying the Reynolds number, was carried out. Computational fluid dynamics was used to perform numerical flow calculations. The entropy was calculated based on the fluctuation of fluid velocity. The airfoil studied was an DLR-F15 in maximum deflection conditions. The magnitudes of Re were 0.5e6, 1 e6 and 5e6. The results show that increasing entropy generation increases too, and this increment occurs mainly downstream leading edge whereas in the flap was observed downstream trailing edge. The entropy generation shown the zones where aerodynamic losses occur over the airfoil and flap.

Evaluation and structural analysis of the torsion box of a 2400 TEU container ship

Resumen El objetivo del presente estudio fue evaluar mediante análisis numérico la estructura del cajón de torsión de un buque portacontenedores tipo feeder de 2400 TEU de capacidad, a partir del establecimiento del estado límite de fatiga y del estado límite último, a lo largo de su perímetro. Mediante el empleo del estado límite de fatiga y distintas alternativas geométricas, relativas a las dimensiones locales del cajón de torsión, se obtuvo el grado de influencia de las mismas en la determinación de la vida a fatiga relativa a nueve disposiciones posibles del detalle estructural, compuesto por la intersección del refuerzo longitudinal y la bulárcama. En términos del estado límite último, se determinó la influencia de las modificaciones geométricas en el establecimiento de los valores que hacen referencia a las tensiones locales de pandeo, las tensiones tangenciales inducidas por los esfuerzos cortantes verticales y horizontales y las tensiones tangenciales de alabeo.

Abstract The aim of this study was to evaluate by means of numerical analysis the structure of the torsion box of a 2400 TEU feeder container ship, from the establishment of the fatigue limit state and the ultimate limit state along its perimeter. By using the fatigue limit state and different geometrical alternatives, relative to the local dimensions of the torsion box, the degree of influence of these is obtained in the determination of the fatigue life relative to nine possible arrangements of the structural detail, made up of the intersection of the longitudinal reinforcement and the bulwarks. In terms of the ultimate limit state, the influence of the geometrical modifications on the establishment of the values referring to the local buckling stresses, the shear stresses induced by the vertical and horizontal shear forces and the tangential warping stresses is determined.