Ingeniería Mecánica

Análisis paramétrico del desempeño térmico de colectores solares planos de aire de circulación natural

El objetivo fue realizar el análisis del desempeño energético de los colectores solares planos de aire con cubierta simple operando con circulación natural. Para el análisis se modeló y simuló mediante técnicas Computational Fluid Dynamics. Fue analizado el comportamiento del colector ante la variación de los parámetros de diseño y las condiciones de operación (horario del día/ radiación solar incidente). Como resultado se obtuvo la dependencia gráfica y las correlaciones del rendimiento térmico horario y diario del colector, de la temperatura de salida y del flujo de aire entregado en función de la longitud, de la altura del canal y de la radiación incidente. Las correlaciones obtenidas permiten a los diseñadores el uso de herramientas para optimizar el diseño en función del resultado deseado, bien sea mayor temperatura de aire, mayor rendimiento, mayor flujo de aire caliente o alguna combinación de estos parámetros.

In this paper the analysis of the energetic performance of flat solar collectors for air heating with simple cover operating in natural circulation regime was developed. For the analysis the collector was modelled and simulated with CFD technics, using the Fluent 6.3code. The collector performance was analyzed versus the change of design parameters (length, air canal height) and versus the change of the solar radiation (day hours). As results the graphic dependence and correlations of hourly and daily collector thermal efficiency, of exit air temperature and of air mass flow as function of the collector length, of the air canal height and of the solar incident radiation were obtained. The obtained correlations are useful for the designers of solar air heaters as tools to optimize the design as function of desired objective, either higher air temperature, higher efficiency, higher hot mass flow or any combination of this parameters.

Evaluación de los componentes de la confiabilidad operacional en una cámara fría

The objective of this paper is to assess the elements integrant of operational reliability at one technical system walk-in freezer to conserve the intermediate product to do bottling. The mean time between failures was considered to analyze reliabilities equipment, process and human, as well as the mean time to repair to assess maintainability, as well as the mean time to repair to assess maintainability. Analyzing the state system on consider the failure that impact in the availability and to propose the actions to provide the make decisions for improve the operational reliability in the conservation process of pharmaceutical ingredient active. The results show the behavior of mentioned variables and the analysis of failure modes and effects, and also the actions proposed after risk assessment associated to the product conservation process.

En el trabajo se tuvo como objetivo la evaluación los elementos que conforman la confiabilidad operacional de un sistema técnico (cámara fría), para conservar un producto intermedio. Se consideró el tiempo medio entre fallas para el análisis de las confiabilidades de equipos, de procesos y humana, así como el tiempo medio de reparación para evaluar la mantenibilidad. Del análisis del estado del sistema se identificaron las insuficiencias que afectan la disponibilidad y proponer acciones que faciliten la toma de decisiones para mantener o mejorar la confiabilidad operacional en el proceso de conservación de un ingrediente farmacéutico activo. Los resultados muestran el comportamiento de las variables mencionadas y el análisis de los modos y los efectos de las fallas, así como las medidas a adoptar después de evaluar los riesgos en el proceso de conservación del producto.

Caracterización de turbinas de gas para su empleo en combinación de procesos

El objetivo general del trabajo fue confeccionar ese inventario de turbinas de gas, disponibles en el mercado, con los índices adecuados para facilitar la selección de la máquina que mejor se ajuste a las necesidades requeridas. Una búsqueda bibliográfica exhaustiva en turbinas arrojó que no se encontraron artículos que facilitaran la selección de la turbina de gas adecuada, comercialmente disponible; pero sí se corroboró la validez y pertinencia de los índices previamente escogidos a partir del análisis teórico. A partir del inventario confeccionado fueron trazados 45 gráficos para el análisis de la variación de unos índices con otros. Los criterios básicos para la selección de una turbina de gas a utilizar fueron determinados por el método de repotenciación. Se expuso la metodología de cálculo a seguir y un ejemplo de cálculo económico específico.

The general objective of this work was to make an inventory of gas turbines, available in the market, with the appropriate coefficients to make easer the gas turbine selection that better match to the required needs. An exhaustive bibliographical search in turbines revealed that they were not articles about the selection of the appropriate, commercially available gas turbine; but was corroborated the validity and pertinence of the previously chosen coefficients based on the theoretical analysis. Based on the made gas turbine inventory 45 graphics for the analysis of the variation of some coefficients with others were drawn. The selection of gas turbine basic approaches to choose was determined by the repowering method type. The calculation methodology to fulfill was described, and also an example of economic calculation.

Las correcciones de arco y de pulso y el voltaje en la transferencia metálica fría

Las correcciones de arco y de pulso del proceso de soldadura con transferencia metálica fría modifican el voltaje y la corriente. Sin embargo, dicha variación no se ha estudiado suficientemente, específicamente el efecto de estas correcciones sobre los oscilogramas de voltaje y la variación de la potencia del proceso. El objetivo del presente trabajo es analizar la influencia del efecto de las correcciones de arco y de pulso, del proceso de soldadura con transferencia metálica fría, sobre el oscilograma de voltaje en la etapa de arco eléctrico durante la realización de uniones soldadas en aluminio 5083. Las funciones de corrección de la longitud de arco y del puso de corriente influyen de forma directa, tanto independientes como combinadas, sobre la potencia consumida en el proceso de soldadura metálica fría, mientras que la velocidad de soldadura influye inversamente. El crecimiento combinado de las variables referidas influye inversamente sobre la potencia consumida.

The cold metal transfer welding functions such as arc and pulse correction modify the voltage and the current. However, has not sufficiently studied these variation, specifically the effect of these corrections on the oscillogram svoltage´s and processes potency variation. The arc length and current pulse correction functions have a direct influence on potency consumed in the cold metal transfer process, so much independent like combined, while the has an inversely influence. The growth combined of arc and pulse correction and welding velocity inversely acts on consumed potency of cold metal transfer process.

Influencia del espesor y la rugosidad interfacial en los esfuerzos longitudinales en un sistema recubierto

Un método para la evaluación del comportamiento mecánico de sistemas recubiertos es el ensayo de rayado, el cual permite el análisis de la resistencia a la adhesión y los modos de falla generados durante el contacto. En el ensayo se consideran parámetros como propiedades y geometría del indentador, tasa de carga, tasa de deslizamiento, dureza, resistencia a la fractura, microestructura, rugosidad superficial, espesor del recubrimiento, esfuerzos residuales, entre otros. El presente trabajo analizó vía elementos finitos, los esfuerzos longitudinales (Sxx) obtenidos durante la simulación del ensayo de rayado, en donde fue considerado el efecto del espesor del recubrimiento (2 y 4 µm), así como la rugosidad (superficie/interface) con valores de Ra 0,16 µm y Ra 0,35 µm. Los resultados demuestran que altos espesores del recubrimiento favorecen la capacidad de carga, así mismo demostraron que la rugosidad en el sistema, favorece la posibilidad de agrietamiento del recubrimiento.

A simple method for evaluating the mechanical behavior of coated systems is the scratch test, which allows the analysis of the adhesion strength and the failure modes generated during contact. In this test should be considered parameters and properties as indenter geometry, loading rate, sliding rate and the system properties as hardness, fracture toughness, microstructure, surface roughness, coating thickness, residual stresses, among others. This paper analyzed via finite element, the longitudinal stresses (Sxx) obtained during the computational simulation of scratch test, where was considered the effect of coating thickness, which was considered as 2 μm and 4 μm, and the surface and interface roughness Ra 0,16 μm and 0,35 μm. The results suggest that thicker coatings, favoring the load carrying capacity, also demonstrated the importance of roughness of the system in the computer simulation. The increased roughness in the system increases the possibility of cracking of the coating.

Matriz de selección de energías alternativas basada en análisis multi-atributo para la conservación de pescado

El artículo presenta la aplicación de la metodología Teoría de la utilidad multiatributo validada por un sistema de matrices establecido por los investigadores, para identificar la mejor alternativa de suministro de energía para 10 kw e en la generación de hielo para la conservación de pescado, en las zonas costeras y rurales del Chocó biogeográfico de Colombia. Se realizó la comparación, entre los potenciales de diferentes energías renovables y los combustibles diesel, gas natural y propano, con base en criterios económicos, tecnológicos, ambientales y sociales, siendo validados por expertos y por la comunidad en trabajo de campo. Se concluyó que la mejor alternativa es el diesel seguido de la biomasa.

The article presents the application of the methodology of multi attribute utility theory validated by a matrix system established by researchers, to identify the best alternative of energy supply to 10 kwe in the generation of ice for preservation of fish in coastal and rural areas of the Chocó. The comparison between the potentials of different renewable energy sources and diesel, natural gas and propane fuels took place, based on economic, technological, environmental and social criteria, being validated by experts and the community on field work. It was concluded that the best alternative is diesel followed by biomass.