Ingeniería Mecánica

Determinación de la disponibilidad de un sistema de refrigeración industrial para la industria atunera

Resumen Los sistemas de refrigeración en las industrias alimentarias, son de gran relevancia para la conservación de la calidad y estándares de seguridad de las materias primas, por este motivo, el presente trabajo tuvo como objetivo la determinación de la disponibilidad y la etapa de vida operativa de un sistema de refrigeración de una industria atunera. La metodología que se utilizó fue el modelo de distribución de Weibull y el método de Mínimos Cuadrados para la determinación de los parámetros de forma y escala de Weibull. Los resultados del cálculo de los parámetros de Weibull permitieron conocer que la disponibilidad de la cámara 1 y 2 del sistema estudiado eran del 97 % y 90 % respectivamente, además se identificó mediante el uso de la curva de Davies los valores del parámetro de forma de 0,6936 y 1,0673 lo cual indico que la cámara 1 se encontraba en un periodo de fallos iniciales y la cámara 2 en una etapa de desgate por envejecimiento. Finalmente, se concluyó que la cámara 1 al encontrarse en una etapa inicial de funcionamiento, no presentaba daños significativos en sus componentes y tenía una mayor disponibilidad operativa.

Abstract The refrigeration systems in the food industries are of great relevance for the conservation of the quality and safety standards of the raw materials, for this reason, the present work had as objective the determination of the availability and the operational life stage of a refrigeration system of an tuna industry. The methodology used was the Weibull distribution model and the method of least squares for the determination of the Weibull shape and scale parameters. The results of the calculation of the Weibull parameters allowed us to know that the availability of chamber 1 and 2 of the studied system were 97 % and 90 % respectively, in addition, the values of the shape parameter were identified by using the Davies curve. 0.6936 and 1.0673, which indicated that chamber 1 was in a period of initial failures and chamber 2 in a stage of wear due to aging. Finally, it was concluded that chamber 1, being in an initial stage of operation, did not show significant damage to its components and had greater operational availability.

Procedimiento para la simulación de las cargas de viento extremo en las cubiertas ligeras metálicas

Resumen El aumento apreciable de los fenómenos meteorológicos extremos en las últimas décadas, sobre todo de huracanes y ciclones tropicales, constituye una amenaza para la región del Caribe. El impacto de estos fenómenos en las viviendas y construcciones con cubiertas ligeras ha aumentado considerablemente en los últimos años. La presente investigación tiene como objetivo describir un procedimiento que permite la simulación numérica de las cubiertas ligeras metálicas ante las cargas estáticas y dinámicas propias de los vientos extremos, para obtener criterios acerca de las tensiones y deformaciones límites a que están sometidas, que faciliten la toma de decisiones. Se utilizaron los métodos de análisis y síntesis de sistemas, así como la modelación y simulación por elementos finitos. El análisis dinámico de las cargas de viento permitió simular el comportamiento real de las cubiertas. Se demostró que en el área cercana a los agujeros de la cubierta se concentran los mayores valores de tensiones, constituyendo el punto más débil por donde comienza el fallo de la cubierta. Los resultados muestran que el procedimiento propuesto facilita la toma de decisiones para la búsqueda de soluciones constructivas que minimicen estos efectos.

Abstract The substantial increase in extreme weather events in recent decades, especially hurricanes and tropical cyclones, constitutes a threat to the Caribbean region. The impact of these phenomena on houses and buildings with light roofs has increased considerably in recent years. The objective of this research is to describe a procedure that allows the numerical simulation of light metal roofs in the aspect of static and dynamic loads typical of extreme winds, in order to obtain criteria about the limit stresses and deformations to which they are subjected, which facilitate the decision-making process. Systems analysis and synthesis methods were used, as well as finite element modeling and simulation. The dynamic analysis of the wind loads made it possible to simulate the real behavior of the light roofs. It was shown that the highest stress values are concentrated in the area near the holes in the roof, constituting the weakest point where the failure of the metallic light roof begins. The results show that the proposed procedure facilitates decision making in the search for constructive solutions that minimize these effects.

Evaluación de cojinetes de deslizamiento basada en la norma ISO 7902:2020

Resumen La norma ISO 7902: Hydrodynamic plain journal bearing under steady-state conditions - Circular cylindrical bearings, es empleada ampliamente para la evaluación de cojinetes en diferentes condiciones de trabajo. En Cuba se ha usado el procedimiento propuesto por este documento, para evaluar cojinetes en diferentes condiciones de trabajo y sectores económicos, tanto por investigadores vinculados a la Universidad Tecnológica de La Habana, como en proyectos de otras universidades. El objetivo de esta investigación es evidenciar la actualidad y facilidad de aplicación de la norma ISO 7902. En el presente trabajo se expone el estudio de la tercera edición del procedimiento de cálculo de la norma del año 2020, para la simulación de un apoyo de un generador HSR7 637-8P de un motor Hyundai Himsen 9H 25/33 de una central eléctrica de fuel-oíl, obteniéndose resultados similares a las condiciones reales de operación. Se puede afirmar que se cuenta con una herramienta para prever los efectos que puedan ser provocados por acciones de control sobre el cojinete, modificación de las condiciones de trabajo y variaciones en el diseño.

Abstract The international standard ISO 7902: Hydrodynamic plain journal bearing under steady-state conditions - Circular cylindrical bearings, is widely used for the evaluation of plain bearings in different operation conditions. In Cuba, the procedure proposed by this document has been used to evaluate plain bearings in different working conditions and productive sectors of the national economy, both by Universidad Tecnológica de La Habana researchers, and from other universities. The objective of this research is to demonstrate the relevance and feasibility of applying ISO 7902 standard. In this work research, a study of the load capacity calculation for plain bearings, according to the third edition of ISO standard 7902: 20202 is presented. The mentioned procedure was used to simulate the operating conditions and work capacity of a plain bearing support in an HSR7 637-8P generator of a Hyundai Himsen 9H 25/33 engine in a fuel-oil thermal power plant. The results show evidence of similarity between the simulation and the real operating conditions in the plain bearing. In this work, it could be concluded ISO standard 7902:2020 allows establishing a feasible procedure to apply to prevent the effects caused by control actions, working conditions and modification in the design of plain bearing.

Comportamiento de la fuerza de corte en el maquinado de aleaciones termorresistentes con una herramienta cerámica BIDEMICS

Resumen En la industria se utilizan frecuentemente aleaciones de titanio y aceros inoxidables, los cuales son considerados materiales de pobre maquinabilidad, característica que afecta considerablemente las variables de fuerzas de corte, rugosidad superficial, desgaste de la herramienta de corte, entre otras. El objetivo del presente trabajo fue analizar el comportamiento de la fuerza de corte principal al mecanizar dos aleaciones termorresistentes de AISI 316L y Ti-6Al-7Nb, ambas mecanizadas con una herramienta cerámica BIDEMICS. Se utilizó un torno CNC de alta velocidad, un dinamómetro para medir las fuerzas de corte Kistler y un diseño factorial completo para los experimentos. Se demostró el comportamiento favorable de la herramienta de corte cerámica BIDEMICS para maquinar este tipo de aleaciones en cuanto a las fuerzas de corte que se generan en el proceso de corte.

Abstract In the industry, titanium alloys and stainless steels are frequently used, which are considered poor machinability materials, a characteristic that considerably affects the variables of cutting forces, surface roughness, wear of the cutting tool, among others. The objective of this work is to analyze the behavior of the main cutting force when machining two heat-resistant alloys AISI 316L and Ti-6Al-7Nb, both machined with a BIDEMICS ceramic tool. A high-speed CNC lathe, a dynamometer Kistler to measure cutting forces, and a full factorial design were used for the experiments. The favorable behavior of the BIDEMICS ceramic cutting tool was demonstrated to machining this type of alloys in terms of the cutting forces generated in the cutting process.

Procedimiento para jerarquizar las variables del concepto de confiabilidad operacional empleando el método multicriterio

Resumen La investigación tuvo como objetivo aplicar un procedimiento empleando el método multicriterio, Analytical Hierarchy Process, AHP para cuantificación de la importancia relativa de cada una de las variables presentes en el concepto de confiabilidad operacional: equipamiento, recurso humano y proceso tecnológico. Se propuso diseñó un procedimiento soportado en el método del proceso de jerarquía analítica y el empleo del software Jerarquías, también se empelaron métodos de análisis de expertos y encuestas. Para la aplicación del nuevo procedimiento se seleccionó una empresa biofarmaceútica y dentro de ella dos plantas de operaciones diferentes, comprobando que los resultados obtenidos fueron diferentes y que los expertos llegaron a conclusiones de impacto diferente de estas variables en el proceso.

Abstract One of the operational reliability analyzes starts from analyzing three variables, the Equipment Variable, the Human Variable and the Technological Process Variable. The objective of the research was to propose a procedure using the AHP multicriteria method to quantify the relative importance of each of the variables present in the concept of operational reliability, equipment, human resources and technological process. A procedure supported by the method of the analytical hierarchy process and the use of Hierarchies software was proposed, expert analysis methods and surveys were also used. For the application of the procedure, a biopharmaceutical company was selected and within it two plants with different operational contexts, verifying that the results obtained were different and that the experts reached conclusions of different impact of these variables in the process.

Control del proyecto de una mini hidroeléctrica auxiliar para una pequeña central

Resumen En este trabajo se presentaron diferentes alternativas, para la toma de decisiones en el proyecto de una mini unidad hidroeléctrica auxiliar para una pequeña central hidroeléctrica. La mini unidad hidroeléctrica tiene como objetivo aprovechar, para la generación de electricidad el caudal mínimo destinado para los consumidores aledaños y el caudal sanitario que en estos momentos es imposible utilizar. El algoritmo no lineal obtenido tras una intensa investigación bibliografía, es utilizado para analizar la toma de decisiones adoptadas en el proyecto permitiendo comprobar los resultados obtenidos en este y su calidad.

Abstract In this work, different alternatives are presented, which have been necessary to analyze, for decision making during the project of an auxiliary mini hydroelectric unit (MH) for a small hydroelectric power plant (PCHE). The MH aims to take advantage, for the generation of electricity, of the minimum flow destined for neighboring consumers and the sanitary flow that is currently impossible to use. The non-linear algorithm obtained after an intense bibliographical research, is used to analyze the decision making adopted in the project, it allowed to verify the results obtained in this and its quality.

Evaluación del comportamiento mecánico dinámico funcional en turbinas a vapor de 100 MW

Resumen Este trabajo tuvo como objetivo la evaluación del comportamiento mecánico dinámico funcional en turbinas a vapor de 100 MW de potencia de generación eléctrica, a partir de un modelo de control estadístico multivariable de proceso (Multivariable Statistical Control of Process - MSCP), que emplea el estadístico T2 de Hotelling's como parámetro síntoma para la detección de la condición normal del funcionamiento de estas turbinas y el gráfico de control estadístico de proceso tipo shewhart, para la monitorización del estadístico T2 de Hotelling's. Se creó un modelo grupal de parámetros síntomas de la turbina y se tomó como referencia una muestra de datos patrón representativa de la población de datos recolectados, la cual representa la condición normal estándar de variabilidad del proceso que caracterizan éste comportamiento. Se emplearon métodos como la modelación matemática y estadística a partir de un modelo de control estadístico de proceso multivariable. Este modelo fue validado a partir de una muestra de datos patrón representativa de la condición normal estándar de variabilidad del proceso.

Abstract This work aimed at 100 MW's evaluation of the mechanical dynamic functional behavior in steam turbines of potency of electric generation, as from a model of multivariable statistical control of process ( Multivariable Statistical Control of Process - MSCP), that T2 of Hotelling uses the statistician 's like parameter symptom for the detection of the normal condition of the functioning of these turbines and the graphic of statistical control of process guy shewhart, for the statistician's monitoring T2 of Hotelling 's. A group model of parameters symptoms created of the turbine itself and the boss took like reference a sample of data representative of the population of gathered data, the standard normal condition of variability of the process represents which that they characterize this behavior. Methods were used as the mathematical and statistical modelation as from a model of statistical control of multivariable process. This model went validated as from a sample of data boss representative of the standard normal condition of variability of the process.