Ingeniería Mecánica

Comportamiento termo hidráulico de una aleta tipo slit e influencia del paso entre aletas

Abstract The airside performance of compact heat exchanger with slit fins having one row of tubes is investigated in this study using computational fluid dynamics. A numerical approach was implemented and it was certified using correlations of published literature. The objective was to obtain the thermal-hydraulic behavior for different fin pitches while ranging the Reynolds number from 400 to 1800. The influence on heat transfer coefficient, fin efficiency and heat flux was found. It is observed to be a function of the fin pitch, which is at its best when the offset strips of one fin have the same distance to the ones of the opposite arranged strips as to that fin plate. Was found, for each fin pitch,a peak in the fin efficiency as a function of the inlet velocity.

Resumen El trabajo constituyó una aproximación numérica del desempeño térmico de intercambiadores de calor compactos con aletas slit y una sola fila de tubos. El modelo numérico se validó frente a correlaciones experimentales publicadas en la literatura. El objetivo fue estudiar el comportamiento termo-hidráulico como una función del espaciamiento entre aletas en un rango de números de Reynolds variable entre 400 y 1800. Se determinó la influencia del paso entre aletas sobre el coeficiente de transferencia de calor, la eficiencia de la aleta y el flujo de calor. Se observó que el paso entre aletas ejerce influencia sobre estas magnitudes encontrándose que el mejor valor era aquel que permitía que la parte horizontal de las slit quedase en el centro del canal entre aletas y a igual distancia de cada aleta. Además, se encontró que la eficiencia de la aleta posee un pico para cada paso entre aletas que depende de la velocidad de entrada.

Efecto de las correcciones de arco y pulso en la geometría de uniones de aluminio 5083 soldadas con transferencia metálica fría

Resumen Las correcciones de arco y de pulso del proceso de soldadura con transferencia metálica fría modifican el voltaje y la corriente. El efecto de su combinación no se ha estudiado suficientemente sobre la geometría de la unión. El objetivo del presente trabajo es determinar el efecto de las correcciones de arco y de pulso y de la velocidad de soldadura del proceso con transferencia metálica fría sobre las geometrías de las uniones realizadas en aluminio 5083.Para ello, se realiza un diseño experimental, con tres factores independientes a dos niveles, empleando los parámetros geométricos de las uniones como factores independientes. La función corrección del puso influye directamente sobre la altura y la profundidad, mientras que la función corrección de la longitud de arco influye inversamente. Ambas funciones no manifiestan influencia significativa sobre el ancho del cordón. La velocidad de soldadura influye inversamente sobre la altura, el ancho y la profundidad de los cordones de soldadura.

Abstract The arc and pulse corrections of the cold metal transfer welding process modify the voltage and current. The effect of their combination has not been sufficiently studied on the joint geometry. The objective of the present work is to determinate the effect of the arc and pulse corrections and the welding speed of the cold metal transfer welding process on the 5083 aluminum joints geometries. For this, an experimental design is made, with three independent factors at two levels, using the geometric parameters of the unions as independent factors. The correction pulse function directly acts on the height and depth, while than the arc length correction function has inversely influence. Both functions do not manifest significant influence on the welding width. The welding speed inversely acts on the height, the width and the depth of the welding joint.

Análisis bibliográfico de la confiabilidad operacional en sistemas técnicos complejos

Resumen En este trabajo se tuvo como objetivo demostrar la no existencia de un modelo matemático que involucre los 4 elementos integrantes la confiabilidad operacional. Se utilizaron los métodos de análisis tabular por campos de la referencia consistente en la agrupación, mediante una tabla Excel, de las referencias usadas para su análisis y a partir del uso del Minitab, realizar un análisis de agrupamiento o clúster a partir de un dendograma. Entre los resultados se obtuvo quelos elementos más presentes son los análisis de confiabilidad de equipos, los de mantenibilidad y los de disponibilidad, así como, los menos tratados son la logística y la calidad. En esta investigación se demostró la no existencia de un modelo matemático que involucre a los diferentes elementos integrantes de la confiabilidad operacional para el apoyo a la toma de decisiones.

Abstract To demonstrate the non-existence of a mathematical model that involves the 4 elements of operational reliability was the subject of this work. The methods of tabular analysis by reference fields were used, consisting of the grouping, by means of an Excel sheet, of the references used for their analysis and from the use of the Minitab, to perform a cluster analysis from a dendrogram. As results it was obtained that the elements most present are the reliability analysis of equipment, the maintainability and availability, as well as the least treated are logistics and quality. This research demonstrated the non-existence of a mathematical model that involves the different elements of operational reliability for decision support.

Diagnóstico por vibraciones en motores de combustión interna

Abstract Mechanical vibrations are a tool for the technical diagnosis of machines since a long time, mainly in rotating machines. For alternative machines situation is quite different, due to a dissimilar dynamic. In this paper, the problem of diagnostic frequencies determination is focused on certain natural frequencies of engine block, instead than frequencies based on crankshaft rotational speed. Frequencies are obtained through modal analysis of the engine block using a Finite Element Model. Later, vibration measurements made on a running engine and peak frequencies in spectra were compared peaks frequencies in FRF (Frequency Response Function). The results show a good agreement between theoretical and experimental measurements.

Resumen El diagnóstico técnico de las máquinas es una tarea de primer orden dentro de la Ingeniería Mecánica, y dentro de este, el empleo de técnicas que posibiliten la menor intervención en la estructura y la mayor información representan un aspecto de sumo interés. La medición de vibraciones es una herramienta muy útil. Sin embargo su aplicación es amplia en la maquinaria rotatoria y no en la alternativa. En el artículo se da una forma de enfocar el diagnóstico vibroacústico en las maquinas alternativas, en particular en los motores de combustión interna, a partir del empleo de las frecuencias naturales de oscilación del bloque como frecuencias de diagnóstico. Se explica la forma de determinación de las mismas por el método de los elementos finitos.

Evaluación de probetas cilíndricas solicitadas a torsión cíclica simétrica

Resumen La fatiga de los materiales ingenieriles ha sido durante muchos años un tema de interés para ingenieros e investigadores. En este trabajo se describieron las características de una máquina torsional para ensayos a fatiga de probetas solicitadas a torsión cíclica simétrica. Se mostraron además los resultados de probetas con y sin prefisura ensayadas en la máquina. Se explicó el funcionamiento de la misma. La aplicación del momento torsor cíclico simétrico se logró mediante un mecanismo de tres barras que es el encargado de convertir el movimiento de rotación que entrega el motor eléctrico en un desplazamiento angular alternativo en el cabezal móvil. Las probetas ensayadas presentaron el comportamiento típico de la rotura por fatiga. Se demostró que la máquina construida permite realizar los ensayos a torsión cíclica simétrica.

Abstract The fatigue of engineering materials has been for many years a topic of interest for engineers and researchers. In this work the characteristics of a torsional machine testing for fatigue tests of specimens under symmetric cyclic torsion are showed. The results of the specimens with and without pre-notch tested on the machine are also shown.The machine principle of operation was exposed. The application of the symmetrical cyclic torque was achieved by a three-bar mechanism that convert the motor rotation movement in an alternative angular displacement in the mobile headstock. The tested specimens presented the typical behavior of the fatigue failure.It was shown that the machine allows to perform the symmetric cyclic torsion tests.

Un nuevo enfoque para la gestión del mantenimiento estratégico basado en algoritmos genéricos informatizados

Abstract The objective of this research was to provide soft-computing generics algorithms to manage the primary actions of the maintenance function, through the integration of tangible and intangible assets of a company. The design methodology used is based on the RUP (Rational Unified Process). The implementation was made with the C++ Builder compiler and was used PostgreSQL as database manager. Among the main results obtained are an increased the quality of the process since 100 % of the data collected in the work orders is tabulated in the database, reducing considerably the time of searching information related to work orders issued. It also was achieved a reduction of 13,994.03 hours per year, which translates as an increase in the equipment availability indicator.

Resumen El objetivo de esta investigación fue proporcionar unos algoritmos genéricos informatizados para gestionar las acciones primarias de la función mantenimiento, a través de la integración de los activos tangibles e intangibles de una empresa. La metodología de diseño utilizada se basó en la RUP (Proceso Unificado Racional). La implementación se realizó con el compilador C ++ Builder y se utilizó PostgreSQL como gestor de bases de datos. Para evaluar la efectividad de los algoritmos se analizó un intervalo de tres años antes y tres años después de su implementación. Entre los principales resultados obtenidos se encuentra un incremento de la calidad del proceso, pues el 100 % de la información de los datos recogidos en las órdenes de trabajo se encuentra en una base de datos; reduciendo considerablemente el tiempo de búsqueda de información relativa a las órdenes de trabajo emitidas. Adicionalmente se logró una reducción de 13954,03 horas anuales, destinadas a acciones preventivas o correctivas, lo que se traduce en un aumento en el indicador de disponibilidad de los activos.

Algoritmo para determinar cavitación en un par eje-cojinete con ranura axial y desalineación paralela

Resumen El objetivo del trabajo fue proporcionar un algoritmo computacional para predecirla ocurrencia de la cavitaciónen el lubricante de un par eje-cojinete,sometido a un desplazamiento radial conocido.El dispositivo se compone de un cilindro exterior que rodea un eje, ambos separados por un lubricante que evita el contacto. Se considera una ranura de alimentación axial y una desalineación paralela. Las incógnitas del problema son el campo de presión del lubricante, que satisface el modelo de cavitación de Reynolds, y la fuerza ejercida por este. El problema se resuelve computacionalmente mediante un método de gradiente conjugado precondicionado, modificado con técnicas de proyección y reinicialización para afrontar la cavitación. La estrategia numérica adoptada explota las propiedades del modelo matemático subyacente y aporta otra forma de solución al problema en cuestión, diferente de las que existen en la literatura.

Abstract The objective of this paper is to provide a computational algorithm to predictcavitation within the lubricant of a journal bearing subjected to parallel misalignment. The device consists of an external cylinder surrounding a rotating shaft, both separated by a lubricant to prevent contact. An axial supply groove is considered as well as a parallel misalignment. The unknowns of the problem are the lubricant pressure field, satisfying the Reynolds cavitation model, and the force exerted by this. The problem is solved by the preconditioned conjugate gradient method, modified with both projection and restarting strategies to account for cavitation. The numerical approach takes advantage of the underlying mathematical model and provides another way of solution to the related problem, different from the ones that exist in the literature.