Estudio de las interacciones de las estelas de los aerogeneradores en un parque eólico

Un aerogenerador extrae la energía cinética del viento con el fin de convertirla en energía eléctrica. Esta extracción de la energía conlleva la creación de una estela por detrás del aerogenerador. Un déficit de velocidad aparece entre el anverso y el reverso del aerogenerador. Los aerogeneradores se organizan en parques eólicos con el fin de extraer la máxima cantidad de energía posible de una zona con unas condiciones propicias para ello. El objetivo de nuestro proyecto es estudiar las interacciones entre las estelas de los aerogeneradores en un parque eólico. En concreto, el parque que llevaremos a estudio es uno situado al sur de Francia. Pertenece a la empresa EDF (Electricidad de Francia) y son ellos quienes han encargado un ensayo en túnel de viento al instituto PRISME cuyas oficinas se encuentran anejas a la Universidad Politécnica de Orleans. Estos ensayos nos permitirán cuantificar los efectos de la interacción entre las estelas de los aerogeneradores. La siguiente foto nos muestra el parque eólico estudiado. EDF ha pedido que el estudio se realice sobre un viento proveniente de una dirección concreta, oeste-suroeste, que es aquella que deja a los tres primeros aerogeneradores alineados y en la que se presenta una mayor interacción entre las estelas de los aerogeneradores.Ingeniería Industria

Análisis de alternativas en las condiciones de proceso y su efecto en el tiempo de esterificación y el consumo energético en la producción de una resina alquídica

Con este proyecto se realizó la producción de una resina alquídica en un reactor Semibatch (a escala laboratorio) con el objetivo de analizar las alternativas en las condiciones de proceso y su efecto en el tiempo de esterificación y el consumo energético. La parte experimental se llevo a cabo en el laboratorio de Diseño de Procesos del Departamento de Ingeniería de Procesos de la Universidad EAFIT.xii, 103 p.Contenido parcial: Resinas alquídicas -- Variables de proceso en la reacción de esterificación -- Ensayos exploratorios para el conocimiento y control del equipo -- Experimentos preliminar (EP) -- Balance de energía -- Análisis balance energético

Combustión de metano a baja temperatura sobre catalizadores de óxido de cobalto. Efecto del hierro y el cerio como promotores

[ES] La contaminación atmosférica constituye un problema creciente a lo largo del tiempo. Miles de años de emisiones incontroladas junto con un aumento de la tecnología traslada el problema a la actualidad de una forma acentuada. Los efectos de estos contaminantes sobre la salud humana y sobre el medio ambiente son altamente negativos, por lo que la búsqueda de diferentes alternativas que permitan reducir las emisiones de estos contaminantes se ha abierto camino en el mundo de la investigación. Además, la tendencia al alza de los precios del crudo, abren camino al uso del gas natural vehicular (GNV) como una alternativa a los motores convencionales de diésel y gasolina. Sin embargo, las trazas de metano presentes en los gases de combustión de este tipo de vehículos provocan un aumento de las emisiones, por lo que el estudio de catalizadores que permitan reducir la cantidad de metano emitida es prometedor. Actualmente, los catalizadores basados en metales nobles (Pd y Pt) han demostrado comportarse de manera eficiente eliminando las trazas de metano. A pesar de ello, desde un punto de vista económico este tipo de catalizadores generan un alto coste, lo cual dificulta su aplicación. Los catalizadores de óxidos metálicos han sido ampliamente estudiados, dando alternativas interesantes desde el punto de vista económico. De todos los óxidos metálicos, el óxido de cobalto ha dado la mejor actividad catalítica. Sin embargo, aunque los resultados son adecuados como una posible alternativa, la actividad de estos catalizadores sigue siendo menor que la ofrecida por los metales nobles. Por ello, se ha planteado el estudio de la inclusión de diferentes elementos como promotores de los catalizadores de cobalto, en este caso, el hierro y el cerio. Se realizó un estudio sobre las características estructurales y texturales y su comportamiento en reacción para una carga del 5 y 10% de hierro y cerio metálico con respecto al peso total del catalizado

Análisis teórico y experimental de la combustión de mezclas CH4-SYNGAS en un quemador de medio poroso inerte.

RESUMEN: En este trabajo se tenía como objetivo principal analizar teórica y experimentalmente la combustión de mezclas equimolares de gases de síntesis y gas natural en quemadores de medios porosos, donde la relación H2 a CO en los gases de síntesis se varió entre 1.5 a 3. Entre los resultados obtenidos se presenta el efecto de la composición de los gases de síntesis, la relación combustible-aire y la potencia térmica sobre la estabilidad de llama, perfiles de temperatura, eficiencia de radiación y emisiones contaminantes. Adicionalmente, se incluyen resultados obtenidos con la técnica de espectroscopia OH-LIF, los cuales dan cuenta de los efectos de los parámetros de operación del quemador sobre la posición de la zona de reacción a lo largo de la estructura porosa

Modelo analítico para sistema de descarga de calor en techos

En el presente trabajo, se propone un modelo analítico que describe el comportamiento térmico de un sistema de descarga de calor en techo. Para validarlo, se empleó un prototipo experimental al cual se le realizó una prueba con exposición al sol y se comparó los resultados medidos con los calculados por un modelo analítico propuesto por lo autores. Se encontró variaciones de error entre los datos tomados en la prueba experimental y en el modelo analítico de 6.5 ºC como máximo para la placa de aluminio (o almacenadora de calor) y de 4.6 ºC como máximo para la temperatura en la superficie del vidrio. Se considera que el modelo analítico propuesto puede ser empleado para conocer el comportamiento de un sistema de descarga de calor en techos definiendo las dimensiones del sistema para las condiciones ambientales del lugar donde se va a utilizar.Fil: Hernández G., Víctor. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Fernández Z., José. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Morillón Galvez, David. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Mesa, Nestor Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Ciencias Humanas, Sociales y Ambientales; Argentin

“DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA VELOCIDAD DE CAÍDA DE SEDIMENTOS COHESIVOS EN SUSPENSIÓN

Los sistemas de recirculación para acuacultura presentan el problema de la remoción de sólidos en suspensión. Estos sólidos presentan un comportamiento cohesivo, forman folículos o agregados que tienen características de sedimentación muy diferentes a las partículas no cohesivas. En la literatura científica no existen modelos apropiados de su comportamiento hidrodinámico. La dificultad reside en que un floculo puede ser considerado un microecosistema con funciones o comportamientos autónomos e interactivos de tipo físico, químico y biológico. Una de las mayores dificultades es definir de manera apropiada la densidad de los agregado

Study of the process ofcombustion in a high swirl engine using computational fluiddynamics

La simulación numérica de motores de encendido por chispa presenta incertidumbres que comprometen la fiabilidad de los resultados debido a la interrelación existente de la cinética química y la cinemática del flujo dentro de la cámara de combustión. En este trabajo se evalúa el efecto que tiene el uso de distintos mecanismos de reacción aplicados a un modelo de combustión tipo ecuación G y su interacción con el campo de velocidades dentro de la cámara de combustión de un motor CFR que posee características técnicas especiales (alto swirl y bajas rpm) que permiten estudiar dicho fenómeno. La investigación se realizó numéricamente empleando mecánica de fluidos computacional (CFD), utilizando la ecuación G(con y sin cinética de reacción) como modelo de combustión y el modelo de turbulencia RANS -k − ϵ- RNG. Se compara y valida la simulación contra una prueba experimental que reporta la curva del diagrama indicador. Se estudió la influencia que tienen los mecanismos de reacción y el swirl en el desarrollo del frente de llama y sus variables asociadas dentro de la cámara de combustión. Finalmente se encontraron ligeras discrepancias entre los mecanismos de reacción empleados que podrían ser importantes en simulaciones de motores encendidos por chispa distintos del aquí estudiado. Así mismo se apreció como un aumento en la intensidad del swirl desvía la llama notablemente de los planteamientos teóricos. Las técnicas y códigos actuales requieren ajustar distintos parámetros y por tanto se hace necesaria la validación contra datos experimentales antes de sacar conclusiones de los casos numéricos.The numerical simulation of spark ignition engines has uncertainties that compromise the reliability of the results due to the interrelationship between chemical dynamics and flow kinematics within the combustion chamber. This work evaluated the effect of using different reaction mechanisms applied to a G-equation combustion model and its interaction with the velocity field inside the combustion chamber of a CFR engine, which has special technical characteristics (high swirl and low rpm) that allowed the study of this phenomenon. The research was carried out numerically by computational fluid dynamics (CFD) techniques: using a G-equation combustion model (with and without reaction kinetics) and a RANS -k − ϵ- RNG turbulence model. The numerical simulation was compared and validated against reported experimental pressure indicator diagram. The influence of reaction mechanisms and swirl in the development of the flame front and associated variables within the combustion chamber was studied. Finally slight discrepancies were found between reaction mechanisms used in this study that could be important in simulations of spark ignited engines that are different from the one studied. It was noted that an increase in the intensity swirl yields a flame development deviation from the theoretical models. The current codes and simulation techniques require tuning of various parameters, and thus, the validation against experimental data is needed before drawing conclusions from the numerical cases.Peer Reviewe

Análisis teórico y experimental de la combustión estabilizada en la superficie de un medio poroso confinado

RESUMEN: En este trabajo se realiza un estudio de la combustión estabilizada sobre la superficie de un medio poroso confinado, en donde se evalúan parámetros como los perfiles de temperatura al interior del medio poroso, estabilidad y morfología de llamas, emisiones contaminantes, efectos de la recirculación de gases sobre la estructura de la llama, entre otros. Lo anterior, debido a que no hay reportes de la combustión estabilizada en la superficie de medios porosos confinados, lo cual es un vacío teniendo en cuenta que para aprovechar eficientemente la energía aportada por los combustibles, el calor debe concentrarse, tal como sucede en motores de combustión interna, turbinas y hornos. Para abordar el problema, se realizan análisis teóricos, numéricos y experimentales, tomando como base estudios previos realizados por el grupo GASURE y la revisión del marco teórico y estado del arte. Se hace una descripción detallada de la metodología implementada para evaluar los aspectos teóricos, como también los modelos, suposiciones (o simplificaciones) utilizados en las simulaciones numéricas y las técnicas de medición de cada uno de los parámetros evaluados experimentalmente, destacando la implementación de la técnica OH-PLIF para realizar un diagnóstico óptico de la combustión (morfología de llama). Uno de los hallazgos de este trabajo es que en la combustión estabilizada sobre la superficie de medios porosos confinados, prima el efecto del régimen de la transferencia de calor sobre los efectos de la recirculación de gases, lo cual se evidenció en los resultados de la morfología de llama, emisiones contaminantes, perfiles de temperatura del medio poroso y rango de operación del quemador, tanto numérica como experimentalmente. Lo anterior, se pudo establecer al comparar la combustión estabilizada sobre la superficie del medios poroso confinado con respecto a uno no confinado. Adicionalmente, se encontró que para la geometría utilizada en los experimentos se generaron fenómenos termo-acústicos en el quemador confinado, los cuales no se presentan en condiciones de no confinamiento y que además, al modificar la geometría de la sección de salida del quemador, el efecto termo-acústico puede mitigarse o incluso disiparse

Determinación del tiempo de mezcla en un tanque de almacenamiento para agua potable mediante dinámica de fluidos computacional –CFD–

Para estimar el comportamiento hidráulico de un tanque de almacenamiento de agua potable se usó un programa para la simulación de dinámica computacionalde fluidos, evaluando numéricamente los perfiles de velocidad y el tiempo de mezcla.Los perfiles de velocidad mostraron un valor máximo a la salida de 0,76 m.s-1y velocidades de 0,2 m.s-1 cerca de las paredes, propiciando zonas de recirculacióncerca del chorro de entrada. La inyección del trazador y el coeficiente de variaciónpara 17 puntos de monitoreo en el tanque resultaron en un tiempo de mezcla de19,06 horas y se verificó que cerca de las paredes la mezcla es menos eficiente queen la trayectoria del chorro de entrada. El volumen necesario que debe entrar altanque para que haya buena mezcla resultó inversamente proporcional a la masa deagua almacenada