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Análisis y solución numérica de la proporción y variación de aire secundario en una cámara de combustión de bagazo
Get PDFThis research will study the three-dimensional behavior of bagasse combustion within the combustion chamber of a production module of organic sugar, with the aim of improve the combustion efficiency, reduce production costs and ensure its energy selfsufficiency. The procedure consisted, firstly, of a simulation of the combustion of bed of solid fuel, bagasse, on a grate, with a mathematical model implemented in MATLAB® giving as a result the composition of a gaseous fuel. Secondly, the combustion of the resulting gaseous fuel was simulated with the commercial software ANSYS FLUENT® using the geometry of the combustion chamber of a production module of organic sugar located in the highlands of PiuraPeru. Three cases of primary-secondary air ratio were studied: 70-30%, 60-40% and 50-50% as well as the effect of the addition of secondary air in two ways: through tubes and, the second way, through tubes plus through the door for feeding bagasse. From the results, it is concluded that the greatest average temperature of the combustion products at the outlet of the chamber is obtained by the addition of secondary air by tubes in a proportion of 50% of total air admitted; temperatures higher than 1500 K are reached.En este artículo, se estudiará el comportamiento tridimensional de la combustión del bagazo al interior de la cámara de una hornilla panelera, con el objetivo de mejorar la eficiencia de combustión, reducir costos de producción y asegurar su autosuficiencia energética. El procedimiento consistió en aplicar, en primer lugar, un modelo matemático implementado en MATLAB® para simular la combustión en fase sólida del bagazo, el cual forma un lecho sobre una parrilla. Como resultado de esta simulación se obtiene la composición de un combustible gaseoso cuya combustión se simula en el programa comercial ANSYS FLUENT®, utilizando la geometría de la cámara de combustión de una hornilla panelera ubicada en la sierra de Piura-Perú. Se estudiaron tres casos de relaciones aire primario-secundario de 70-30%, 60-40% y 50-50%, así como el efecto de introducir aire secundario en dos modos: solo por tubos y por tubos así como por la puerta de alimentación del bagazo. De los resultados obtenidos se concluye que con el ingreso de aire secundario solo por tubos y en una proporción del 50% del aire total, se consigue una mayor temperatura promedio de los gases de combustión a la salida de la cámara llegando a superar los 1500 K
Estudio teórico y experimental de la velocidad de deflagración laminar de una mezcla glp/gas de síntesis
Get PDFEconomic and population growth has led to an increase in demand from the energy sector, where consumption of fossil fuels predominates. For this reason, it has attracted research interest in finding alternative fuels to mitigate the dependence on fossil fuels, provide energy value and reduce emissions of greenhouse gases. The synthesis gas is considered as the ideal additive to form mixtures with fossil fuels. The literature reports various characterization studies C1- C4/gas synthetic mixtures, results have not yet blends with GLP. This study focuses on the numerical and experimental calculation of the laminar burning velocity for a mixture 50% C3H8-50% synthesis gas at atmospheric conditions of 295 K and 0.849 bar. The results contribute to the introduction of alternative fuels in the energy market from its characterizing in terms of laminar burning velocity as an important property in the operation and design in combustion equipment.El crecimiento económico y poblacional ha llevado a un incremento en la demanda del sector energético, donde predomina el consumo de combustibles fósiles. Por esta razón, se ha despertado el interés investigativo en la búsqueda de combustibles alternativos que mitiguen la dependencia a los combustibles fósiles, aporten valor energético y disminuyan las emisiones de gases de efecto invernadero. El gas de síntesis se considera como el aditivo idóneo para formar mezclas con hidrocarburos fósiles. La literatura reporta diferentes estudios de caracterización de mezclas C1C4/gas de síntesis, donde aún no se tienen resultados de mezclas con GLP. El presente estudio se centra en el cálculo numérico y experimental de la velocidad de deflagración laminar para una mezcla 50% C3 H8 -50% gas de síntesis a condiciones atmosféricas de 295 K y 0.849 bar. Los resultados obtenidos contribuyen a la introducción de combustibles alternativos en el mercado energético a partir de la caracterización de estos en términos de velocidad de deflagración, propiedad influyente en la operación y diseño de equipos de combustión
Disminución de contaminantes aéreos en una planta de balanceados mediante la propuesta de un sistema de extracción de polvo
Get PDFoai:revistas.ups.edu.ec:article/5This project is about a system of dust extraction and dust dispersed in the packaging department of animal feed mill, located in Ecuador, our primary aim is to reduce the incidents of health risks for workers and damage to machinery. First meeting the current regulations on the environment, then the study of pollutant particles, speed of capture and transport in pipelines is verified; based on these parameters, the most suitable dust collecting system is selected and the fan power that allows sucking the dust without capturing the granulated product, the Fan CASALS software is used to reduce the concentration of particulate matter is calculated atmosphere. Based on the results of fluid dynamic design, it is expected that captured particles can be transported within the pipe system at a constant rate and the concentration of dust in the environment is reduced to allowable levels.El presente proyecto trata sobre un sistema de extrac- cio?n con polvo disperso en el aire, en el Departamento de envasado de una planta de balanceados para ani- males, ubicada en el Ecuador, y tiene por objetivo disminuir los incidentes de riesgos en la salud de los trabajadores y dan?os en las ma?quinas. En primer lugar, se verifica el cumplimiento de las normativas vigentes sobre el medioambiente y luego el estudio de las parti?culas contaminantes, su velocidad de cap- tura y transporte en las tuberi?as; en funcio?n de estos para?metros se selecciona el sistema colector de polvo ma?s adecuado y se calcula la potencia del ventilador que permita succionar el polvo sin capturar el pro- ducto granulado, para ello se utiliza el software libre de ventilacio?n CASALS 60 Hz, para disminuir la con- centracio?n de material particulado en el ambiente. En base de los resultados del disen?o fluido dina?mico, se espera que las parti?culas capturadas puedan ser transportadas dentro del sistema de tuberi?as a una velocidad constante y la concentracio?n de polvo en el ambiente se reduzca a niveles permisibles.
Efecto de la interacción electromagnética de baja intensidad en la microestructura y propiedades mecánicas de soldaduras de acero inoxidable dúplex
Get PDFIn this work, the microstructural and mechanical characterization of 2205 duplex stainless steel plates of 6.35 mm thick were carried out. Welds were made in a single pass with the gas metal arc welding (GMAW) process by adjusting the welding parameters for a heat input of 1.4 kJ/mm and applying external electromagnetic fields of 3, 9 and 15 mT. A mixture of 98% Ar + 2% O2 was used as shielding gas. Microstructural characterization of the welded joints was focused on a quantitative analyses in terms of both area and grain size of the weld zone by using optical microscopy and image analysis. It was observed that electromagnetic interaction of low intensity (EMILI) reduces the heat affected zone size and refines the grain size in the weld metal contributing to an improvement of the ferrite/austenite phases ratio. These analyses were correlated with the increase in the mechanical efficiency in terms of tensile strength of the welded joints with EMILY due to the grain refinement of the weld metal.En este trabajo se llevó a cabo la caracterización microestructural y mecánica de placas soldadas del acero inoxidable dúplex 2205 de 6.35 mm de espesor. Las soldaduras se efectuaron en un solo paso por el proceso de soldadura por fusión con arco metálico y protección de gas (GMAW por sus siglas en inglés), ajustando las variables operativas para un aporte térmico de 1.4 kJ/mm y aplicando campos electromagnéticos externos de 3, 9, y 15 mT, y como gas de protección la mezcla de 98% Ar + 2% O2. La caracterización microestructural se centró en un análisis cuantitativo en términos de áreas de las regiones de soldadura y de tamaño de grano de las mismas utilizando microscopía óptica y análisis de imágenes. Se observó que la interacción electromagnética de baja intensidad (IEMBI) reduce la zona afectada térmicamente y refina el tamaño de grano en el metal de soldadura contribuyendo a la mejora de la relación de fases ferrita/austenita. Este análisis se correlacionó con el incremento en la eficiencia mecánica en términos de resistencia a la tensión de las juntas soldadas con IEMBI debido al refinamiento de grano del metal de soldadura
Análisis de la combustión de metano y una mezcla equimolar metano-syngas en un quemador de combustión estabilizada en la superficie: eficiencia y emisiones contaminantes
Get PDFThe primary objective of this work is to study the combustion of an equimolar mixture of methane and syngas (CH4-SG) in a ceramic surface-stabilized combustion burner. We examine the effects of the fuel composition, the aeration rate and the thermal input on thermal efficiency and pollutant emissions. In this study, we evaluate a syngas with a high hydrogen content that is similar to those obtained by coal gasification using Sasol/Lurgi gasification technology or biomass gasification. To determine the effect of the aeration rate (?), the burner performance is analyzed at ? = 1.4 and ? = 1.1. The thermal inputs evaluated in this study correspond to three values (1.0, 1.8, and 2.5 kW) found in household appliances.The results for this experimental burner design indicate that the surface-stabilized combustion burner has a large capacity to allow replacement of CH4 to syngas in equimolar proportions with thermal efficiency that are generally higher than those obtained in a conventional burner. However, it was found that it is necessary to have a large modulation of the aeration rate for an optimal performance. We also found that pollutant emissions and thermal efficiency in surfacestabilized combustion burner are very sensitive to changes in the thermal input and emissions.El objetivo de este trabajo es evaluar experimentalmente un quemador de combustión estabilizada en la superficie de un medio poroso inerte utilizando gas natural y la adición de syngas al gas natural en proporciones equimolares. Más específicamente, se presenta el efecto de la composición del combustible, la tasa de aireación y la potencia térmica en la eficiencia térmica y las emisiones contaminantes. En este estudio se evaluó un syngas con un alto contenido de hidrógeno, similar a los obtenidos por gasificación de carbón usando la tecnología Sasol/Lurgi y por gasificación de biomasa. Para determinar el efecto de la tasa de aireación (?), el comportamiento del quemador se analizó a ? = 1.4 y ? = 1.1. Por otro lado, las potencias térmicas evaluadas corresponden a tres valores (1.0, 1.8 y 2.5 kW) que se encuentran en aplicaciones domésticas.Los resultados obtenidos indican que los quemadores de combustión estabilizada en la superficie tienen una gran potencia para permitir la sustitución de CH4 por syngas en proporciones equimolares con eficiencias térmicas que generalmente son mayores que las que se obtienen en un quemador convencional. Sin embargo, se encontró que es necesario que el quemador permita una amplia modulación de la tasa de aireación para una operación óptima. También se halló que las emisiones contaminantes y la eficiencia térmica en un quemador de combustión en la superficie son muy sensibles ante variaciones de la potencia térmica y emisiones contaminantes
Riesgo de Tsunami en Ecuador
Get PDFThe continental coast of Ecuador is close to the subduction of the Nazca plate and the South American and corresponds to one of the most seismic areas in the world. Of 58 tsunamis that have arrived in the Ecuadorian coast, 19% turned out to be destructive. In this paper the risk estimating probabilities according to the source of generation is quantified. In the continental coastline, 50% of destructive tsunamis are near-field, 25% intermediate and 25% field far field. In the Galapagos Islands, 75% of destructive tsunamis are far-field, 25% of near-field and 0% intermediatefield. A near-field tsunami has three times more likely to be destructive in the continental coastline one intermediate and far field. In Galapagos, the probability that a destructive tsunami is independent of the source of generation. If a distant source tsunami is destructive Galapagos, there is a 28% chance to be destructive in the continental coast. If a near-field tsunami is destructive in the continental coast, then it is very likely to also be in the archipelago.El litoral continental de Ecuador se encuentra cercano a la subducción de la placa de Nazca con la sudamericana y corresponde a una de las zonas más sísmicas del planeta. De 58 tsunamis que han arribado al litoral ecuatoriano, el 19% resultó ser destructivo. En este trabajo se cuantifica el riesgo estimando probabilidades de acuerdo con la fuente de generación. En el litoral continental, el 50% de los tsunamis destructivos son de campo cercano, el 25% de campo intermedio y el 25% de campo lejano. En las islas Galápagos, el 75% de los tsunamis destructivos son de campo lejano, el 25% de campo cercano y ninguno de campo intermedio. Un tsunami de campo cercano tiene tres veces más probabilidad de ser destructivo en el litoral continental que uno de campo intermedio o lejano. En Galápagos, la probabilidad que un tsunami sea destructivo es independiente de la fuente de generación. Si un tsunami de fuente lejana es destructivo en Galápagos, existe un 28% de posibilidades que sea destructivo en el litoral continental. Si un tsunami de campo cercano resulta destructivo en el litoral continental, entonces es muy probable que también lo sea en el archipiélago
Linear model for the identification of critical speeds in an MCIA turbocharger
No full textLinear models to identify critical points of operation depend largely on linear coefficients representing film lubrication, in which the shaft is supported, and the exciting forces of the shaft. However, the magnitudes of the coefficients of the oil film determined in rotational dynamics studies of small turbochargers (TC) still have great uncertainty. In present paper the linear coefficients of the film hydrodynamic lubrication in automotive turbocharger with semi-floating bearings have been estimated using different methodologies. These methodologies are based on the resolution of the film lubrication Reynolds equation using different approaches. These approaches are short bearing and long infinite bearing. Different tests have been made with various magnitudes with a synchronous frequency to generate excitation forces on the compressor and turbine wheels. At the end, the input parameters of the model (linear coefficients of the lubrication film and synchronous forces) are fitted in order to predict the measured orbit described by the shaft tip on the compressor side. The main critical operation points have been identified by a Campbell diagram. These points are related with the synchronous frequencies of the shaft. The obtained results have been compared with experimental measurements.os modelos lineales para identificar los puntos críticos de funcionamiento de ejes dependen en gran medida de los coeficientes lineales que representan la película de lubricación en la que el eje se apoya y las fuerzas de excitación del eje. Sin embargo, la magnitud de los coeficientes de la película de lubricación determinados en los estudios de dinámica rotacional para turbocompresores (TC) de motores de combustión interna alternativos (MCIA) todavía presentan una gran incertidumbre, es por esto por lo que se han estimado los coeficientes lineales que representan la película de lubricación hidrodinámica en un turbocompresor de automoción con cojinete semiflotante mediante diferentes metodologías. Estas metodologías están basadas en la resolución de la película de lubricación con la ecuación de Reynolds mediante diferentes aproximaciones. Estas aproximaciones son la de cojinete corto y la de cojinete de largo infinito. Para generar las fuerzas de excitación sobre las ruedas del compresor y de la turbina se han hecho ensayos con distintas magnitudes con una frecuencia síncrona. Al final, los parámetros de entrada del modelo (coeficientes lineales de la película de lubricación y fuerzas síncronas) son ajustados con medidas experimentales de la órbita descrita por la punta del eje en el lado del compresor y se han identificado los principales puntos críticos de funcionamiento relacionados con la frecuencia síncrona del eje mediante un diagrama de Campbell. Los resultados obtenidos son validados con medidas experimentales
Implementación de un sistema de monitoreo de área extendida WAMS en el Sistema Nacional Interconectado del Ecuador SNI
Get PDFThis paper describes the WAMS architecture and its main components, and depicts some criteria for the location of the elements of WAMS. Subsequently, a description of the application (software) of WAMS available at Centro Nacional de Control de EnergíaCENACE, is carried out. A technical analysis of the information obtained from the installed WAMS, as well as a presentation of the first results of the implementation of WAMS in the SNI of Ecuador, are also deployed in this document. Finally, based on the analysis performed, major design elements and strategies for implementation of a generalized WAMS in the SNI of Ecuador are identified.En el presente trabajo se describen los principales componentes del sistema WAMS y la medición fasorial en sistemas eléctricos; se refieren criterios para la ubicación de PMU y elementos asociados en el sistema eléctrico. Posteriormente se hace una descripción del sistema WAMS instalado en el sistema eléctrico de Ecuador y se describen las características funcionales de la aplicación (software) de WAMS disponible en el Centro Nacional de Control de Energía – CENACE. Seguidamente se aplican los conceptos de ingeniería en el análisis de la información obtenida con el sistema WAMS instalado, presentándose los primeros resultados.Finalmente, y con base a los análisis realizados, se establecen los principales elementos de diseño y estrategias para la implementación de un sistema WAMS generalizado en el Sistema Nacional Interconectado - SNI del Ecuador
Modelo computacional para determinar el nivel óptimo de cargabilidad de los transformadores de potencia del sistema nacional interconectado
Get PDFThis document outlines the process of development and implementation of a computational model to determine the optimal level chargeability power transformers National Interconnected System of Ecuador. Thanks to the tools of software platforms that allow constructing mathematical models to make predictions and optimize the behavior of complex systems, it is possible to develop a computational model that encompasses all technical aspects indicated and documented in the ANSI and IEC, to determine the parameters affecting the chargeability of power transformers and the impact this has on the life of transformers. Under these parameters the computational model, determine a solution, both from a technical standpoint, and economically, and that in developing this model based on the technical development - economic, determining the optimal chargeability transformers, and establishes a projected life of the power transformer within the power grid.En este documento se indica el proceso de desarrollo e implementación de un modelo computacional para determinar el nivel óptimo de cargabilidad de los transformadores de potencia del Sistema Nacional Interconectado del Ecuador. Gracias a las herramientas de las plataformas de software que permiten construir modelos matemáticos para hacer predicciones y optimizar el comportamiento de sistemas complejos, es posible desarrollar un modelo computacional que abarque todos los aspectos técnicos indicados y documentados en la normativa ANSI e IEC, para determinar los parámetros que inciden en la cargabilidad de los transformadores de potencia y las repercusiones que esto tiene en la vida útil de los transformadores. Bajo estos parámetros el modelo computacional, determina una solución; tanto desde el punto de vista técnico, como del económico; ya que al desarrollar este modelo en base a la formulación técnica–económica; se determina la cargabilidad óptima de los transformadores; y se establece una proyección de la vida útil del transformador de potencia dentro de la red de suministro eléctrico
Diseño e implementación de un laboratorio de instrumentación industrial
Get PDFThis paper describes the design and implementation of an Industrial Instrumentation Lab based of QFD (Quality function deveploment) methodology. This will be used to develop experimental practices at the Laboratories of the Universidad Politénica Salesiana, Cuenca. It is described the mechanical design process and implementation of the electric system and data acquisition software with visualization of the information of the sensors of six didactic platforms, specifying characteristics of a user’s manual. They were carried out tests of all the instrumentation to verify their correct operation with satisfactory results.Este artículo describe el diseño e implementación de un laboratorio de instrumentación industrial siguiendo la metodología QFD (Despliege de la función de la calidad) y que se empleará en el desarrollo de prácticas en los Laboratorios de la Universidad Politécnica Salesiana sede Cuenca. Se describe el proceso de diseño mecánico y la implementación del sistema eléctrico y del software de adquisición y visualización de la información de los sensores con los que cuentan los seis bancos del laboratorio, especificando, además, las características del manual de usuario desarrollado. Se realizaron pruebas de todos los bancos de instrumentación para verificar su correcto funcionamiento obteniendo resultados satisfactorios