Repositorio Institucional de CIMAV (Centro de Investigación en Materiales Avanzados)
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SIMULACIÓN DE UN DISPOSITIVO PIEZOELÉCTRICO BIMORFO TIPO VIGA CANTILÉVER PARA LA COSECHA DE ENERGÍA
Get PDFLos materiales piezoeléctricos pueden ser utilizados como transductores, transformando la energía cinética de las vibraciones ambientales en energía eléctrica que puede ser almacenada y utilizada para operar dispositivos.
En esta tesis se presenta un nuevo enfoque de cosechador de energía tipo viga cantiléver, en el que un dispositivo bimorfo se configura de tal manera que las dos capas de material cerámico piezoeléctrico sean diferentes. Este trabajo consiste en la simulación computacional del fenómeno multifísico de piezoelectricidad. Se realizan estudios de eigenfrecuencias, así como en el dominio de frecuencias en un espacio geométrico de tres dimensiones. Se toma como referencia un cosechador de energía probado experimentalmente con una frecuencia fundamental alrededor de los 100 Hz. Este dispositivo se conforma de dos capas de material cerámico piezoeléctrico base plomo (PZT). El reto es reducir la cantidad de plomo utilizada en el dispositivo siempre y cuando se mantenga la generación de potencia en rangos aceptables. Para ello, se sustituye una de las capas de material piezoeléctrico de PZT por una de Titanato de Bario (BaTiO3). Se realizan estudios paramétricos variando la forma de la viga entre triangular y rectangular y se determina la geometría óptima. Además, se determina la mejor resistencia de carga eléctrica para cada una de éstas.
Se concluye que la combinación de un material piezoeléctrico libre de plomo trabajando con un cerámico PZT en un dispositivo bimorfo tipo viga cantiléver es una alternativa factible para reducir la cantidad de plomo utilizada en los dispositivos en un 50%
SIMULACIÓN DE UN DISPOSITIVO PIEZOELÉCTRICO BIMORFO TIPO VIGA CANTILÉVER PARA LA COSECHA DE ENERGÍA
Get PDFResumen
Los materiales piezoeléctricos pueden ser utilizados como transductores, transformando la energía cinética de las vibraciones ambientales en energía eléctrica que puede ser almacenada y utilizada para operar dispositivos.
En esta tesis se presenta un nuevo enfoque de cosechador de energía tipo viga cantiléver, en el que un dispositivo bimorfo se configura de tal manera que las dos capas de material cerámico piezoeléctrico sean diferentes. Este trabajo consiste en la simulación computacional del fenómeno multifísico de piezoelectricidad. Se realizan estudios de eigenfrecuencias, así como en el dominio de frecuencias en un espacio geométrico de tres dimensiones. Se toma como referencia un cosechador de energía probado experimentalmente con una frecuencia fundamental alrededor de los 100 Hz. Este dispositivo se conforma de dos capas de material cerámico piezoeléctrico base plomo (PZT). El reto es reducir la cantidad de plomo utilizada en el dispositivo siempre y cuando se mantenga la generación de potencia en rangos aceptables. Para ello, se sustituye una de las capas de material piezoeléctrico de PZT por una de Titanato de Bario (BaTiO3). Se realizan estudios paramétricos variando la forma de la viga entre triangular y rectangular y se determina la geometría óptima. Además, se determina la mejor resistencia de carga eléctrica para cada una de éstas.
Se concluye que la combinación de un material piezoeléctrico libre de plomo trabajando con un cerámico PZT en un dispositivo bimorfo tipo viga cantiléver es una alternativa factible para reducir la cantidad de plomo utilizada en los dispositivos en un 50%
Propiedades antioxidantes y microbiológicas de las películas a base de quitosano con quercetina flavonoide encapsulada en liposomas
Get PDFSíntesis de SnO2 Nanométrico con Morfología Macroporosa.
Get PDFResúmen
El procedimiento para preparar three-dimensionally ordered macroporous (3DOM) de SnO2. Se sintetizaron microesferas de PMMA por
medio de una polimerización por emulsión, una vez obtenido PMMA se disperso en una solución de SnCl4-5H2O con la cual obtenemos una plantilla.
Al crear esta plantilla mejoro la porosidad a base de nanopartículas de SnO2 una vez retirado las esferas del PMMA por medio de un tratamiento térmico
Vapor generation of Acetone for an ORC inside a partially filled solar evacuated tube absorber
Get PDFABSTRACT
This paper proposes direct steam generation by solar radiation falling on an evacuated
tube. Partially filled mass flow of acetone is controlled in a solar evacuated tube
collector (ETC) of an Organic Rankine Cycle (ORC), with the purpose of ensuring the
generation of vapor at all times irrespective of the irradiance from the sun during the
day and night. A system of single pipe in which the subcooled undergoes heating and
evaporation process is analyzed controlled by the variable flow. Mathematical
equations are derived based on energy and mass balances for system components. A
Scilab code is built to simulate the flow of acetone inside the absorber tube and
determine properties of acetone along the pipe. Empirical correlations and
mathematical models of mass flow, for single and two-phase flow, and heat transfer are
used in the simulation. Simulation are run from a subcooled temperature of 60 °C to a
saturation temperature of 120 °C, vapor qualities from 1 - 99 percent and solar
radiation from 600 - 1000 W/m². Two-phase flow observations showed that the
simulation data covered only the fully stratified regimes. The Kattan-Thome-Favrat
flow boiling model is used to obtain the two-phase local heat transfer coefficients
along the tube. The flow boiling model is also successfully compared to the
experimental result of ammonia obtained by Zürcher, O., et al [1]
Estudio de un Soporte Conformado por Carbón Pirolizado de Asfalto y Grafito para Electrocatalizadores de Rutenio con Aplicación en la Reacción de Reducción de Oxígeno.
Get PDFLa Reacción de reducción de oxígeno (ORR) que se lleva a cabo en el
cátodo de las celdas de combustibles PEM, ha sido objeto de estudio de
gran interés en el campo de la electrocatálisis, esto debido a su baja
cinética de reacción en comparación con la reacción de oxidación de
hidrógeno (HOR) que ocurre en el ánodo de la celda. El Platino(Pt) es el
electrocatalizador más conocido debido a su efectividad para ambas
reacciones (HOR y ORR). Sin embargo, su poca disponibilidad y alto costo
ha llevado a la comunidad científica a buscar otras opciones. El uso de un
soporte en electrocatalizadores sobre el cual se disperse la fase activa ha
demostrado excelente desempeño, disminuyendo la cantidad de metal
precioso, manteniendo valores iguales o superiores en el rendimiento de la reacción y reduciendo costos. El soporte más popular en electrocatálisis es el negro de humo (Vulcan XC-72). Este estudio ofrece una alternativa de
soporte base carbono autodopado con heteroátomos (nitrógeno y azufre),
utilizando asfalto y grafito como materia prima, sintetizados por el método
de pirólisis a temperatura de 600 °C, utilizando rutenio (Ru) como fase activa.El material se caracterizó por Análisis Elemental (CHNS/O), Difracción de Rayos X (XRD), Área Superficial (área BET), Espectroscopía Fotoelectrónica de Rayos X (XPS) y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM)
Síntesis de soportes poliméricos con aplicación en química orgánica en fase sólida
Get PDFEn la presente investigación se obtuvieron soportes poliméricos de tipo núcleo coraza mediante polimerización en dispersión con aplicación a la química orgánica en fase sólida. Además, el núcleo está constituido por poliestireno entrecruzado con divinilbenceno 1 p/p. Por otro lado, la coraza está conformado por poliestireno entrecruzado con cloruro 4-vinilbenceno 3 p/p
Interfaz gráfica en COMSOL para simulación de cosecha de energía por un dispositivo tipo viga cantiléver
Get PDFLos dispositivos electromecánicos (MEMS) se caracterizan por su tamaño y su bajo consumo
energético. Aprovechando esta última característica, en las últimas décadas se han propuesto
alternativas para que estos dispositivos tengan una fuente de energía autónoma, y una de estas es
explotar el efecto piezoeléctrico acoplando un material de esta naturaleza a una estructura
oscilatoria que utilice la energía cinética de los alrededores para convertirla en energía eléctrica.
En este artículo se presenta una interfaz gráfica amigable para la simulación de cosecha de energía
mediante un dispositivo piezoeléctrico bimorfo tipo viga cantiléver. Esta herramienta tiene la
capacidad para determinar la frecuencia fundamental de la estructura y manipular los parámetros
geométricos y de materiales de la misma, realizar un barrido en el dominio de la frecuencia, así
como determinar los desplazamientos máximos del extremo libre y la energía máxima cosechada
por el dispositivo cuando este se encuentra en resonancia
Efecto de la Adición del NiO en la Cristalización de un Material Vitrocerámico del Sistema MgO-Al2O3-SiO2- MoO3
Get PDFLos materiales vitrocerámicos con iones de metales de transición incorporados dentro de sus fases cristalinas son importantes debido a sus posibles aplicaciones tecnológicas. En este estudio, la cristalización y la microestructura de la cordierita en el sistema MgO-Al2O3-SiO2-MoO3 se analizaron en cuatro muestras, tratadas a una temperatura de 1200 ° C. La caracterización se realizó por medio de análisis térmicos, difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, para observar cuál es el efecto de la adición de NiO (0 a 3%
e.p.) sobre la formación y cristalización de cordierita. Los resultados obtenidos en la difracción de rayos X muestran que la formación de cordierita se llevó a cabo mediante la cristalización de varias fases metaestables con la adición de NiO. El tamaño de la microestructura promedio de las fases cristalinas es mayor en la muestra sin NiO, y los tamaños de los cristales, especialmente α-cordierita disminuyen con mayores concentraciones de NiO, y los cristales se vuelven más pequeños
Hipoelasticidad del policarbonato en pequeñas deformaciones.
Get PDFEste trabajo de investigación se enfoca en poner en evidencia el comportamiento hipoelástico del policarbonato mediante la realización de pruebas mecánicas uniaxiales a bajas y altas velocidades de deformación en distintas temperaturas. Se realizan pruebas a esfuerzos de tensión y compresión. Previo a la realización de las pruebas, el material recibe un tratamiento de rejuvenecimiento con el fin de borrar los efectos del envejecimiento físico. Se observa un comportamiento no lineal elástico en altas velocidades de deformación atribuido a la hipoelasticidad. Se confirma también un efecto de asimetría en el policarbonato