Ingeniería Energética

EDITORIAL

Estudio experimental de la intensificación de la transferencia de calor en un tubo elíptico aletado

In the recent years some papers have dealt with heat exchangers with non-circulartube geometry and vortex generators. Parametric studies with vortex generatorsapplied on heat exchangers models are necessary. The present work consistsof an experimental investigation about the influence of combining a plate-finned ellipticaltube with vortex generators mounted on the fin surface. The objective is to search for thebest position to place the vortex generators just considering heat transferenhancement. The experimental technique for Nusseltnumber determination was the naphthalene sublimation and mass transfer analogy. A visualization was implemented spreading wetted chalk on fin surface, as a color sensitive evaporation material. The better positionobtained is usefulfor future investigations involving heat exchanger formed by a higher number of tube rows. Additionally was studied the influence of Reynolds numberand angle of attack on the average Nusselt number

En los últimos años la temática de intercambiadores de calor con tubos de geometría no circulares y generadores de vórtices ha sido investigada, no obstante aún es necesario realizar estudios paramétricos de estos elementos combinados. El trabajo consiste en la investigación de la combinación de generadores de vórtices colocados en la superficie de las aletas y tubos elípticos. El objetivo es buscar la mejor posición para la colocación de los generadores de vórtices, considerando solo el efecto de intensificación de la transferencia de calor. Se utilizó la técnica experimental de sublimación de naftaleno. Se implementó una técnica de visualización basada en la coloración de yeso como función de su contenido de agua. La mejor posición fue obtenida, y es útil para futuros estudios con intercambiadores de calor con un mayor número de filas de tubos. Se estudió además la influencia del número de Reynolds y el ángulo de ataque del generador de vórtices sobre el número de Nusselts

Actualización de los parámetros asociados a la ocurrencia de tormentas en zonas de desarrollo eólico

Las descargas eléctricas asociadas a las tormentas son uno de los principales fenómenos naturales que pueden causar averías a los generadores eólicos y provocar la interrupción de su funcionamiento. El presente trabajo tiene como objetivo dar una actualización del comportamiento de parámetros asociados a las tormentas eléctricas tales como la marcha interanual, anual y diaria de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno y el nivel ceráuneo como parámetro para el diseño de protección contra descargas, para seis estaciones meteorológicas asociadas a zonas de desarrollo eólico tales como Gibara, el norte de La Habana y la Isla de la Juventud. El estudio se realiza a partir del análisis de las series de código de estado de tiempo presente, para periodos variables, en dependencia de la marcha o parámetro a calcular. En general las series interanuales de frecuencia de ocurrencia de observaciones con tormentas presentan tendencia, sus marchas anuales muestran contrastes entre veranos e inviernos, la mayoría presenta máximo de ocurrencia a las 16 h local y el número de días con tormenta promedio anual es mínimo para Punta Lucrecia y máximo para la Isla de la Juventud.

Electric discharges associated to thunderstorms are one of the main natural phenomena that can cause damages and service interruptions to wind generators. The current work has as purpose to bring an update on the behavior of some parameters related to thunderstorms such as the inter annual, annual and daily courses of the frequency of occurrence of these phenomena and the keraunic level, as an electric discharges protection design parameter, for 6 meteorological stations associated to wind power development zones, such as Gibara, the north of Havana and The Island of Youth. The study is based on current weather code series for periods varying according to the course or parameter involved. Overall, inter annual series of frequency of occurrence of observations reporting thunderstorms show some kind of trend in the period studied, its annual courses show contrast between winter and summer and the majority show maxima at 16 hours local time. The annual average number of days with storm reports is minimum at Punta Lucrecia station and maximum at the Island of Youth.

Errores en el comportamiento de la frecuencia en el SEN cubano utilizando esquemas concentrados

La evaluación de los errores en el comportamiento de la frecuencia en condiciones de perturbación de un sistema eléctrico al utilizar modelos concentrados en los cálculos que no tienen en cuenta la existencia de oscilaciones locales e inter áreas de la frecuencia es esencial para obtener ajustes confiables de los sistemas de descarga automática por baja frecuencia. En el trabajo se toma como base de cálculo el escenario perspectivo del sistema electroenergético nacional cubano (SEN) para el año 2025 con la inclusión de dos ciclos combinados y considerando el efecto de la carga no lineal que representan tanto las acerías por arco eléctrico como la aleatoriedad de la carga incluyendo la debida a turbulencias por aerogeneradores. Se concluye con los valores de df/dt medidos en nodos de carga así como la caída de frecuencia en esos nodos se mantienen inferiores a los valores medidos en los nodos generadores.

Evaluation of frequency behavior errors under disturbance conditions of an electrical power system is essential in order to obtain reliable settings of DAF schemes. Models based in concentrated systems cannot evaluate the influence of local and inter areas oscillations of frequency which are important in the reliable setting of DAF systems. An evaluation of these errors in future Cuban Electric Power System is the main objective of this paper. In this work is taken as a basis for calculating the prospective scenario of the Cuban Power System with the inclusion of two combined cycle and considering the effect of the nonlinear load representing both steelworks arc as randomness of the load due to wind turbines turbulence. It concludes with the values of df / dt measured load nodes and the frequency drop at these nodes are kept lower than the measured values generators nodes.

Gestión comparada del riesgo en el control de la contaminación atmosférica de Generadores de Vapor

Se propone un procedimiento para la gestión comparada de los riesgos internos y externos en el control de las emisiones atmosféricas provocadas por los generadores de vapor pertenecientes a los sectores de servicios, ubicados en diferentes puntos de una zona urbana y considerados fuentes fijas de combustión. Para la propuesta se toma como base los documentos legales y normativos más actualizados sobre el tema. El procedimiento centra su atención en la gestión de los riesgos relativos a la planificación, la tecnología, la operación y a los efectos de los contaminantes atmosféricos, para comparar los riesgos potenciales y las prioridades en un proceso de toma de decisiones de acciones de control y en la elaboración de planes de mejoras, para lograr la mitigación de los efectos de la contaminación atmosférica en la ciudad de Cienfuegos, Cuba

This paper is proposes a procedure for comparative internal and external risk of management to control the atmospheric emission, which are provoked by steam boiler of service sectors. This are located at different points of the urban zone, with are considered as combustion fixes sources. The proposal takes the most actuality legal and standard documents about the subject as a base. This procedure pays attention to the risk management related to planning, technology, operation and effect of the atmospheric pollution, in order to compare the potential risk and the priority in a making decision processes, in a control action and improvement plan, to achieve the mitigation of effect the atmospheric pollution in Cienfuegos city, Cuba

Obtención de un modelo de criticidad para los equiposy sistemas tecnológicos de una termoeléctrica

En el presente artículo se proponenlos elementos necesarios para la obtención de un modelo que permita determinar la Criticidad y complejidad de los equipos y sistemas tecnológicos en las centrales eléctricas con la intención de tener la posibilidad deestablecer órdenes de prioridad para la atención a los mismos sobre bases reales.Se ha podido comprobar que lajerarquizaciónde activos que se realiza en la actualidad está muy lejos de ser la requerida en correspondencia con las condiciones específicas de cada lugary la no existencia de una herramienta efectiva para lograrlo.Como resultado del trabajo de campo realizado, se obtuvo un modelo de Criticidadpersonalizado para las centrales eléctricas que posibilita conseguir, a través de una lista o una matriz, los valores de ponderación calculados que sirvanpara establecer las prioridades adecuadamente y contribuyan a mejorar significativamente la gestión del mantenimiento

In the present paper necessary elements to obtain a model in order to achieve criticality and complexity for equipment and technological systems in electric power plants are proposed. This kind of model allows the possibility of establish priority orders to care the assets over real basis. Nowadays the classification of assets made in power plants is far away from the required because it is not in correspondence with specific conditions in each place and also is a fact that there is not an effective tool to make it possible. As a result of the work field done, a personalized model for criticality and complexity in electric power plants was obtained. The application of this tool allows obtaining, through a list or a matrix, the calculated and weighted criticality and complexity values. With these values the organization will be able to set maintenance priorities adequately and improve maintenance management significantly

Evaluación de algoritmos de entrenamiento para redes neuronales artificiales para la previsión temporal de generación fotovoltaica

Políticas energética atuais vêm encorajando a conexão de geradores de energia baseados em tecnologias de baixa poluição, principalmente aqueles que utilizam fontes renováveis, em redes de distribuição. Consequentemente, se torna muito importante o entendimento dos desafios técnicos, tendo em vista alta penetração fotovoltaica de sistemas fotovoltaicos na rede, especialmente considerando-se os efeitos intermitentes dessa fonte na qualidade da energia, confiabilidade e estabilidade do sistema elétrico de distribuição. Esse fato pode afetar às redes de distribuição em que estão conectados, causando sobretensões, subtensões e oscilações de frequência. De maneira a prever esses distúrbios, utilizam-se as redes neurais artificiais. Esse artigo tem como objetivo analisar 3 algoritmos de treinamento utilizados em redes neurais artificiais para a previsão temporal de potência ativa gerada por placas fotovoltáicas. Como resultado, conclui-se que o algoritmo com melhor desempenho em relação aos 3 analisados foi o Levenberg-Marqdart

Políticas energéticas actuales han animado a la conexión de los generadores de energía basados en tecnologías poco contaminantes, especialmente los que utilizan fuentes renovables en redes de distribución. En consecuencia, se hace muy importante entender los desafíos técnicos en vista de la alta penetración de PV de los sistemas fotovoltaicos en la red, especialmente teniendo en cuenta los efectos intermitentes de esta fuente en la calidad de la energía, la fiabilidad y la estabilidad del sistema de distribución eléctrica. Esto puede afectar a las redes de distribución que están conectados, causando fluctuaciones de tensión, baja tensión y frecuencia. Con el fin de proporcionar estos trastornos, se hace uso de redes neuronales artificiales. Este artículo tiene como objetivo analizar 3 algoritmos de entrenamiento utilizados en las redes neuronales artificiales para la predicción temporal de la potencia activa generada por las placas fotovoltaicas. Como resultado, se concluye que el algoritmo con un rendimiento mejorado en comparación con los 3 se analizó Levenberg-Marquardt

polluting technologies, mainly those using renewable sources, to distribution networks. Hence, it becomes increasingly important to understand technical challenges, facing high penetration of PV systems at the grid, especially considering the effects of intermittence of this source on the power quality, reliability and stability of the electric distribution system. This fact can affect the distribution networks on which they are attached causing overvoltage, undervoltage and frequency oscillations. In order to predict these disturbs, artificial neural networks are used. This article aims to analyze 3 training algorithms used in artificial neural networks for temporal prediction of the generated active power thru photovoltaic panels. As a result it was concluded that the algorithm with the best performance among the 3 analyzed was the Levenberg-Marquadrt

Análisis de los parámetros de funcionamiento de una celda de combustible de óxido sólido regenerativa

Se desarrolla un modelo computacional de una celda de combustible de óxido sólido regenerativa plana empleando el software de dinámica de fluidos computacional Ansys FLUENT. Se consideran condiciones de estado estacionario y un dominio geométrico tridimensional de la celda. Son analizados los parámetros termodinámicos temperatura y presión de los gases a la entra de los canales. Además, la porosidad de los electrodos es estudiada por ser una propiedad determinante en el proceso de difusión de las especies y en las pérdidas óhmicas. Se obtuvo que al incrementar la temperatura de los gases a la entrada de los canales desde 963 K hasta 1 023 K aumenta el rendimiento de la celda regenerativa. El mismo efecto se observa al aumentar la presión de los gases oel valor de la porosidad de los electrodos, aunque en estos casos la variación del rendimiento es mínima.

In the present work a computational model of a planar solid oxide regenerative fuel cell is developed using the CFD software Ansys FLUENT. Steady state conditions and three-dimensional geometry of the cell are considered. The thermodynamic parameters temperature and pressure of the reacting gases are analyzed. The electrodes porosity is also studied for being a determining property in the species diffusion process and in the ohmic losses. It was obtained that to increment temperature since 923 K to 1123 K, increases the regenerative cell performance. When increasing the gases pressure or the electrodes porosity the same effect is observed, although in these cases the performance variation is minimal