Ingeniería Mecánica

Assessing the quality of a profile projector by calibration

RESUMEN Mediante la calibración es posible asegurar que los instrumentos están midiendo de manera correcta, de esta forma se garantiza la fiabilidad y trazabilidad de las mediciones. El objetivo del trabajo fue calibrar el Proyector de Perfiles Digital CPJ 3025A. Se realizó la calibración de los ejes X, Y y la escala angular del proyector para la iluminación diascópica (proyección por luz transmitida). Para la calibración se emplearon bloques patrón y patrones angulares, el procedimiento de calibración empleado fue el publicado por el Centro Español de Metrología. Como resultado se obtuvieron las incertidumbres para cada uno de los puntos analizados, así como las curvas de calibración de los ejes y se concluyó que los errores obtenidos no superan los permisibles por lo que no se requiere realizar ningún tipo de ajuste del proyector ni de corrección de datos.

ABSTRACT By means of the calibration it is possible to be sure that the instruments are measuring correctly in order to guarantee the reliability and traceability of the measurements. The objective of the work was to calibrate the Digital Profile Projector CPJ 3025A. The calibration of the X, Y axes and the angular scale of the projector is performed for diascopic lighting (transmitted light projection). For the calibration were used gauge blocks and angular gauge, the procedure used was that published by the Spanish Metrology Center. As a result were obtained uncertainties for each of the points, as well as the calibration curves of the axes and the author conclude that the calculated errors do not exceed the permissible, so the projector offers reliable measurements and the instrument does not require adjustments or corrections to the measurement results.

Plasma gasification of municipal solid waste with gas composition and temperature requirements

RESUMEN En el presente trabajo fue estudiada la valorización de residuos sólidos municipales mediante la gasificación por plasma con aire y vapor como agentes gasificantes. Cuando en este proceso se establecen requisitos de calidad del gas producido, se generan correlaciones entre los parámetros operacionales que dificultan la predicción de su desempeño. Dicha problemática fue abordada mediante la modelación inversa del proceso y el análisis de sensibilidad. Para ello se estableció un procedimiento, que empleó el método gráfico y la exploración de las regiones de operación utilizando un modelo matemático del proceso. Como resultados se determinó la región de operación donde se cumplen los requisitos del proceso y los efectos conjuntos de los parámetros operacionales en ella. Además, se comprobó que es posible producir un gas adecuado para integración directa a un esquema de producción de combustibles sintéticos y se determinaron los parámetros más influyentes sobre los indicadores de desempeño.

ABSTRACT In the present work, the recovery of municipal solid waste was studied through plasma gasification with air and steam as gasifying agents. When the quality requirements of the gas produced are met in this process, correlations are generated between the operational parameters that make it difficult to predict its performance. This problem was addressed through inverse modeling of the process and sensitivity analysis. For this, a procedure was established, which used the graphic method and the exploration of the operating regions using a mathematical model of the process. As results, the operating region where the process requirements are met and the joint effects of the operational parameters in it were determined. In addition, it was verified that it is possible to produce a suitable gas for direct integration into a synthetic fuel production scheme and the most influential parameters on the performance indicators were determined.

Robotic exoskeleton for the rehabilitation of the upper limb in hemiplegic patients

RESUMEN El objetivo de este trabajo fue aplicar una metodología que integra criterios de diseño, biomecánicos y clínicos en el desarrollo del exoesqueleto para la rehabilitación del miembro superior en pacientes hemipléjicos. Se presenta el proceso de selección de los actuadores de fuerza, mecanismos de rotación del brazo y de pronosupinación del antebrazo, así como la armadura mecánica en su totalidad. Se complementa el diseño con sencillos sistemas de control, seguridad y una interfaz para el control del exoesqueleto por parte del fisioterapeuta. El prototipo diseñado ha sido construido y validado en pruebas pilotos practicadas en el Hospital Clínico Quirúrgico de Santiago de Cuba, Cuba, en pacientes hemipléjicos aquejados del síndrome del hombro doloroso.

ABSTRACT The present work applies an integrating procedure with biomechanical and clinical design criteria in the development of an exoskeleton for the rehabilitation of the upper limb in patients afflicted with hemiplegic injuries. The research work presents the process of selection of force actuators, mechanisms of arm rotation and forearm pronosupination, as well as the mechanical structure. The design is complemented by simple control and safety systems and an interface for exoskeleton control by the physiotherapist. The designed prototype has been manufactured and tested in pilot studies carried out at the Santiago de Cuba Clinical Surgical Hospital Cuba, in hemiplegic patients suffering from painful shoulder syndrome.

Relevance and impact of the Mechanical Engineering degree

RESUMEN La pertinencia de la carrera de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Oriente y contribución en la solución de los problemas del territorio y/o país, se manifiesta a través del trabajo de sus profesores, trabajadores y estudiantes. Esto es reconocido por instituciones afines y entidades dentro y fuera del país. Este trabajo evaluó la pertinencia y el y el impacto social de la carrera de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Oriente en Cuba e ilustra el patrón de elevada calidad de esta carrera universitaria, pionera en Cuba en la formación de ingenieros mecánicos. Los resultados obtenidos demuestran una destacada influencia positiva en el desarrollo de la sociedad, expresada en aspectos técnicos, políticos, económicos y sociales.

ABSTRACT The relevance of the Mechanical Engineering career at the Universidad de Oriente and its contribution to solving the problems of the territory and / or country, is manifested through the work of its teachers, workers and students. This is recognized by related institutions and entities inside and outside the country. This work evaluates the relevance and impact of the Mechanical Engineering career at the Universidad de Oriente and illustrates the high quality pattern of this university career, a pioneer in Cuba in the training of mechanical engineers. The results obtained show an outstanding positive influence on the development of society, expressed in technical, political, economic and social aspects.

Determination of the adsorption and desorption of zeolite-methanol pairs in a cooling cycle

RESUMEN En este trabajo se determinaron las concentraciones y cantidades de metanol que adsorbieron y desorbieron la zeolita natural y la zeolita modificada con baño ácido, ambas del yacimiento de Palmarito de Cauto en Santiago de Cuba, Cuba. Este proceso permitió determinar la de mejor comportamiento para un sistema de refrigeración por adsorción. La medición de los valores de presión, temperatura y peso, necesarios se realizaron en una instalación experimental. Para trazar el diagrama de Clapeyron representa el ciclo de refrigeración por adsorción se trabajó con temperatura de evaporación de -2 ºC y temperatura de la fuente caliente de 90 ºC. Los resultados obtenidos con la zeolita modificada indicaron que permitía disponer de 8,3 g de metanol por cada kg de adsorbente. La comparación de la capacidad adsortiva de metanol de las zeolitas investigadas con otros tipos de zeolitas internacionalmente comercializadas mostró que los valores de potencia de enfriamiento específica por unidad de masa de adsorbente, estará por debajo de lo esperado.

ABSTRACT In this work, the concentrations and quantities of methanol that adsorbed and desorbed natural zeolite and acid-bath modified zeolite, both from the Palmarito de Cauto deposit in Santiago de Cuba, were determined. This process allowed the determination of the best performance for an adsorption cooling system. The necessary pressure, temperature and weight values were measured in an experimental facility. To draw the Clapeyron diagram representing the adsorption refrigeration cycle, we worked with an evaporation temperature of -2 ºC and a hot source temperature of 90 ºC. The results obtained with the modified zeolite indicated that it allowed to have 8,3 g of methanol for each kg of adsorbent. Comparison of the methanol adsorptive capacity of the investigated zeolites with other types of internationally marketed zeolites showed that the specific cooling power values per unit mass of adsorbent will be lower than expected.

Modeling of an energy storage with phase change material in eccentric and finned tubes

RESUMEN En este trabajo se realizó la modelación y simulación de un acumulador de energía con material con cambio de fase. La dimensión característica utilizada para los cálculos fue el diámetro hidráulico para con ello, mantener constante la cantidad de material de cambio de fase al variar la geometría. El objetivo fue determinar la influencia conjunta de la excentricidad y de las aletas en proceso térmico en el acumulador. El resultado obtenido fue que la presencia de estos dos aspectos tiene un considerable efecto en el aumento de la fracción de líquido durante el proceso de fusión, por lo tanto, reduciendo el tiempo necesario para la fusión total. Además, se obtuvo una expresión para la determinación de la fracción de líquido en función de los criterios adimensionales Fourier, Stefan y Rayleigh.

ABSTRACT 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.

Methodology for the preparation and selection of black box mathematical models for the energy simulation of screw type chillers

ABSTRACT This article proposes a methodology for the construction and simultaneous evaluation of black box models for screw type water chillers. The estimation method used was generalized Least Squares. The proposed methodology is an iterative process and its evaluation is based on quality parameters of goodness of fit and statistical assumptions. Ten mathematical models with different levels of complexity were proposed. The statistical software used was Eviews 7.0. The selection of the models was based on the Occam's razor, remaining as the most feasible model is model 5 characterized by a multiple linear regression

RESUMEN El presente artículo propone una metodología para la construcción y evaluación simultánea de modelos de caja negra para enfriadoras de agua tipo tornillo, empleando el método generalizado de los mínimos cuadrados. La metodología propuesta es un proceso iterativo y su evaluación se basa en parámetros de calidad de la bondad del ajuste y los supuestos estadísticos. Se propusieron 10 modelos matemáticos con distintos niveles de complejidad. La comprobación de los modelos se efectuó empleando el programa estadístico Eview-7.0 la selección de los modelos se basó en el principio de la navaja Ockham, quedando como el modelo más factible es el modelo 5 caracterizado por un modelo de regresión lineal múltiple.

Study of the corn cob gasification of the for the electricity generation

RESUMEN En éste trabajo se realizó un análisis energético-ambiental de un nuevo esquema para la cosecha del maíz en el Ecuador, que incluye la gasificación de la tusa para la generación de electricidad. A partir de evaluaciones experimentales del volumen de tusas por hectárea y su potencial energético, se desarrollan experimentos de gasificación para evaluar la producción de electricidad en un motor de combustión interna. Se elaboró un análisis de los impactos ambientales y una valoración económica de una planta de gasificación para cubrir la demanda de energía eléctrica durante el desgranado del maíz y entregar energía eléctrica a la red. Como se resultado se obtuvo que una planta de gasificación de 40 kW puede generar 70,96 MWh anuales a un costo nivelado de la electricidad de 0,23 USD/kWh, con una reducción de 12,7 % de emisiones de gases de efecto invernadero comparado con la quema de la tusa a cielo abierto.

ABSTRACT In this work, an energetic-environmental analysis of a new scheme for corn harvesting in Ecuador was carried out which includes the corn cobs gasification for the generation of electricity. From experimental evaluations of the volume of cobs per hectare and their energy potential, gasification experiments are developed to evaluate the production of electricity in an internal combustion engine. This was followed by an analysis of the environmental impacts and an economic valuation of a gasification plant to cover the demand for electrical energy during corn shelling and deliver electrical energy to the grid. As a result, it was obtained that a 40 kW gasification plant can generate 70.96 MWh per year at a level cost of electricity of 0.23 USD / kWh, with a reduction of 12.7% in greenhouse gas emissions compared to burning the corn cob under the open sky.