Modelamiento y simulación de un sistema de recuperación de calor por medio de tubos de calor de baja temperatura

Resumen: Este trabajo presenta el resultado del desarrollo y experimentación de un sistema de recuperación de calor desechado en los aires húmedos que salen de un secador de frutas por medio de tubos de calor. El sistema de recuperación consiste en intercambiador de calor con base en tubos de calor que permite la transferencia eficiente de la energía desechada hacia el refrigerante de una bomba de calor que le confiere su evaporación. El trabajo experimental consistió en caracterizar los tubos de calor previamente construidos mediante la medición de su resistencia térmica bajo diferentes condiciones de operación, tales como inclinación del tubo respecto la horizontal, temperatura de baño térmico y potencia aplicada. De esta parte experimental se obtuvo una resistencia térmica promedio de 0.02 [K/W] para el intervalo de potencia de 50 a 300W. Con los datos de las resistencias térmicas se dimensionó el recuperador de energía el banco de tubos, que consta de 90 tubos con 2.54 cm de diámetro externo y una longitud de 500cm. Se desarrolló un programa en CFD con base en la herramienta Comsol 4.2a para simular la transferencia de energía entre aire húmedo y tubos de calor, el permitió dimensionar el banco de tubos de calor, predecir la condensación del aire húmedo y evaluar el efecto de la caída de presión a través del banco de tubos. Finalmente se simuló el sistema completos de recuperación por medio del software ASPEN PLUS, el cual simuló el proceso de transferencia de energía de éste a los tubos de calor, que luego será transferido a un refrigerante en película descendente que hace parte de la bomba de calor para que finalmente entregue el calor recuperado, como precalentamiento de agua en el proceso de secado. La simulación entrega un ahorro energético de 0.34 [kg/h]. La última parte del trabajo consiste en la validación experimental del equipo, el cual da un ahorro en combustible GLP de 0.17 [kg/h] con respecto al equipo sin utilizar el sistema de recuperación.Abstract: This work presents the development and experimentation of a heat recovery system from the humidified air from a fruit dryer by heat pipes. The recovery system consists in a heat pipes based heat exchanger that allows the efficient transfer of the waste energy to a heat pump refrigerant to which the heat is transferred. The experimental work involved the characterization of the previously built heat pipes by measuring the thermal resistance under different operating conditions, such as the pipe's horizontal inclination, thermal bath temperature and supplied power. It was found that the average thermal resistance of the heat pipes is 0.02[K/W] for the 50-300 W power range. With these data, the heat recovery system (a bench of tubes) was designed, formed by 90 tubes with 2.54cm diameter and 500cm length. A CFD program based on Comsol 4.2a was developed for simulating the energy transfer between the humidified air and the heat pipes. It was used for sizing the heat pipes exchanger, predicting the humidified air condensation and evaluating the pressure drop through the tubes array. Finally, the overall system was simulated using ASPEN PLUS, which simulated the energy transfer process from it to the heat pipes system, which is transferred to a falling film refrigerant inside the heat pump that consequently delivers the recovered heat as a water preheating stage in the drying process. By this simulation a fuel saving of 0.34 [kg/h]. The last part of this work involves the experimental validation of the equipment, by which a fuel saving in GLP of 0.17 [kg/h] regarding the same equipment without the energy recovery system herein developed.Maestrí

El impacto del teletrabajo en tiempos del COVID-19

Objetivo: Esta investigación tuvo como propósito fundamental caracterizar la opinión de las personas mayores de edad que en el momento del estudio se encontraban laborando en casa respecto al teletrabajo en tiempos de pandemia COVID-19. Método: Para la realización de esta investigación se aplicó una encuesta estructurada y validada a 1300 personas residentes en la ciudad de Medellín, Colombia que se encontraban bajo la modalidad de teletrabajo. La muestra fue no aleatoria con igual factor de ponderación por sexo, donde la edad de los participantes fue mayor a los 18 años. En el proceso del análisis de la información se utilizaron técnicas estadísticas como el análisis del factor, MANOVA, distribución de frecuencias y estadística descriptiva de carácter unidimensional. Resultados: Como hallazgo principal se encontró que existe diferencia estadística entre ambos sexos referente a la opinión que tienen del teletrabajo (p<0,05), donde el sexo femenino tiene una mejor percepción con relación a la actual modalidad de trabajo. Conclusiones: Tras el análisis realizado se concluye que el teletrabajo ha afectado la calidad del sueño y los hábitos alimenticios debido a que esta forma de trabajar exige más conocimiento computacional y mayor grado de responsabilidad. Sin embargo, esta modalidad ha traído muchas ventajas tanto para las organizaciones como para sus empleados permitiendo que ambas partes resulten beneficiadas

Development of an expert system based on fuzzy logic as support for heat pipes design

Heat pipe design and selection require specialist knowledge due to numerous possible combinations and restrictions that should be considered. The general objective of this work is to design a Specialist System that assists future engineers in material and working fluid selection for a suitable heat pipe application, based on the technical operating requirements. The methodology consisted of a qualitative perspective through interviews with two specialist engineers in the heat pipes area. The resulting information from the interviews was organized into a library, working as a source for the specialist system. In addition, several books from the literature completed the information in the library. Based on the operating conditions and the provided library, the program recommends suitable materials and working fluids and the necessity of porous media for the application, like a consult with a heat pipe specialist. The new expert system can be a tool for researchers and engineers in heat pipe design as passive control systems, providing more suitable solutions for each application

FMECA and FTA analysis applied to the manufacturing process of pulsating heat pipes

Pulsating heat pipes (PHPs) offer significant advantages for the thermal control of electronic components due to their simple manufacturing and high heat transfer rates. The reliability of PHPs has traditionally been assessed through long-life testing, but detailed reliability analyses from an equipment perspective are limited. The study of PHP reliability is essential due to its application and operational conditions. For instance, in aerospace applications these devices operate under severe conditions, and maintenance or replacement is impossible during operation, making them critical components in system functionality. The reliability analysis of PHPs focuses on the manufacturing process, considering future operating conditions. Although preliminary PHP testing will be conducted on Earth, laboratory conditions are less stringent due to the difficulty of replicating launch acceleration and space conditions for long-term testing under microgravity. This study presents an FMECA (Failure Modes, Effects, and Criticality Analysis) of the pulsating heat pipe manufacturing process, breaking down the production of each component. The results indicate that the most critical point is concentrated in the assembly of these components, leading to a higher incidence of welding failures. It recommends further work to improve welding and analyze mechanical stresses within the heat pipe

Analysis of the thermal sensation in single-family home from microclimatic monitoring: Case study Bucaramanga Colombia

The present work describes the experimentation of monitoring for the finding of the heat index and the individual thermal sensation, where the behavior of the real temperature in the exterior and interior of a conventional single-family house with a warm and temperate climate in Colombia was analyzed. The detailed monitoring campaign is carried out for 2880 hours, where the conditions of the interior area of the house and the local climatic conditions of the area are recorded, through the implementation of a thermohydrometers registration system. The methodology for the calculation of the sensation of heat and thermal comfort was determined under the adjusted equation of cooling power of Leonardo Hill and Morikofer-Davos, applied in the analyses of the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies - IDEAM. The results showed a thermal sensation of dissatisfaction of 97.7%, because with the monitored temperature the thermal sensation is calculated yielding in 1382.4 hours with very hot, 1151.6 hours of hot and 280.8 hours of warm thermal sensation

Growth of crossbred females in the Colombian tropic

ABSTRACT: The aim of this study was to describe the growth of crossbred females of six genetic groups using the model of Brody. Genetic groups evaluated were: 50% Angus 50% Zebu (AZ), 50% BON 50% Zebu (BZ), 100% Zebu (Z), 50% Romosinuano 50% Zebu (RZ), 50%Senepol 25% Angus 25% Zebu (SAZ), and 50% Senepol 50%Zebu (SZ). The percent of maturity at 12, 18, and 24 months and ages at 75% and 95% of maturity was estimated. The maturity at 12 months varied between 42% and 48.5%, at 18 months between 53% and 60%, and at 24 months between 61% and 69%. The genetic group more precocious was AZ, and less precocious was BZ. The age at 75% of maturity varied between 1067 and 1468 days; and age at 95% of maturity varied between 2396 and 3322 days.RESUMEN: El presente trabajo tuvo como objetivo describir el crecimiento de hembras cruzadas de seis grupos genéticos por medio del modelo de Brody. Los grupos genéticos evaluados fueron 50% Angus 50% Cebú (AC), 50% BON 50% Cebú (BC), 100% Cebú (C), 50% Romosinuano 50% Cebú (RC), 50% Senepol 25% Angus 25% Cebú (SAC), 50% Senepol 50%Cebú (SC). Se estimó el Porcentaje de madurez a los 12, 18 y 24 meses y las edades al 75% y al 95% de madurez. La madurez a los 12 meses varió entre 42% y 48.5%, a los 18 entre 53% y 60% y a los 24 meses entre 61% y 69%; el grupo genético más precoz fue AC y el menos precoz BC. La edad al 75% de madurez varió entre 1067 y 1468 días; y la edad al 95% de madurez estuvo entre 2396 y 3322 días

Sistematización del tiempo de reacción electivo en fútbol infantil

RESUMEN: Se sistematizan datos obtenidos en la medición de tiempos de reacción electivo a 160 niños (muestra estadística) que participaron en la final nacional del torneo Pony Fútbol realizado en Medellín en enero de 2002. Para la medición se utilizo el sistema de medición de tiempos de reacción ALMIRA, el cual fue programado para registrar las respuestas dadas a estímulos visuales. Se midió la frecuencia cardíaca antes, durante y después de la prueba. La información se procesó estadísticamente con el programa SAS. Algunos resultados: Tiempo de reacción electivo PD=848ms, PI=926ms siendo el 84% de dominancia derecha; MD=811ms, MI=766ms siendo el 93,13% de dominancia derecha; el nivel de atención es del 96,88% según numero de respuestas no dadas al estímulo pasivo y un 83% de según número de respuestas dadas a los estímulos activos; nivel de coordinación: 83% según número de respuestas dadas a los estímulos activos; nivel de activación antes, durante y después fue de 75p/m, 77p/m y 83p/m, respectivament

Modeling of growth functions applied to animal production

ABSTRACT: nimal growth is one of the most important aspect for evaluating animal productivity in beef cattle enterprises and in some cases it is used as a criterion of selection, nevertheless, the fact that animal growth is not exclusively due to genetic factors but also, to environmental effects must be keep in mind. Measurement of animal growth have been performed by lineal and no-lineal mathematical models, choosing they for their fitness of adjustment and the feasibility for biological interpretation of their parameters. Recently the mixed models have been used in which their parameters are composed of fixed and random effects representing the expected values and variance of the fixed ones, respectively, which permits to evaluate the variability of different curves between individuals of a population, as well as the covariance between parameters. The most used criteria for selection of the curve that best fit data are: determination coefficient and the percent of significant and atypical curves found for each function. In addition, other models as the Akaike information criteria and Bayesian information criteria can also be applied. The objective of the present review is to provide the criteria for application of linear and non linear models in analyzing animal growth.RESUMEN: El crecimiento animal es uno de los aspectos más importantes al momento de evaluar la productividad en las explotaciones dedicadas a la producción de carne y en algunos casos es usado como criterio de selección, sin embargo, debe tenerse en cuenta que el crecimiento no se debe exclusivamente a factores genéticos sino también, a efectos ambientales. Para medir el crecimiento animal se han usado diferentes modelos matemáticos lineales e no lineales, eligiéndolos por su bondad de ajuste y la facilidad de interpretación biológica de sus parámetros. Recientemente se han usado modelos mixtos en los que sus parámetros están compuestos de efectos fijos y efectos aleatorios, representando los valores esperados y la varianza de los primeros, respectivamente, lo que permite evaluar la variabilidad de las diferentes curvas entre los individuos de una población, así como la covarianza entre los parámetros. Los criterios más usados para elegir la curva que mejor ajusta a los datos son: el coeficiente de determinación, el porcentaje de curvas significativas y atípicas encontradas para cada función; además se pueden aplicar criterios como el criterio de información Akaike y el criterio de información Bayesiano. El objetivo del presente trabajo es indicarle al lector una aplicación de los modelos no lineales y no lineales mixtos en el análisis del crecimiento animal

Amor, empatía y conductas prosociales: una reflexión interdisciplinaria

This book presents, through reflection, the relevance, timeliness and necessity of love, empathy and prosocial behaviors within the framework of the professional and disciplinary work of the authors. The reader will be able to find here what these professionals, academics and intellectuals think and feel about it. Let the reader know that it was not a simple writing project, maybe because of the invitation to think about oneself, maybe because of the presence of the concept of "love" in the academy, or maybe, because we are not so accustomed to putting in the first person the reflection turned from what we relate to day by day. May this text be the excuse to continue to reflect on the role of love, empathy and prosocial behavior in a world that sometimes shows great desolation. May these unknotted reflections allow us to understand and resignify, learn and continue.PublishedEste libro expone, por la vía de la reflexión, la pertinencia, actualidad y necesidad del amor, la empatía y las conductas prosociales en el marco del quehacer profesional y disciplinar de los autores. El lector podrá encontrar aquí lo que esos profesionales, académicos e intelectuales piensan y sienten al respecto. Sepa el lector que no fue un proyecto de escritura sencillo, quizá por la invitación a pensar sobre sí, quizá por la presencia del concepto “amor” en la academia, o quizá, simplemente, porque no estamos tan acostumbrados a poner en primera persona la reflexión devenida de aquello con lo que día a día nos relacionamos. Que sea este texto la excusa para continuar reflexionando sobre el papel del amor, la empatía y las conductas prosociales en un mundo que a veces muestra gran desolación. Que estas reflexiones des-anudadas permitan comprender y resignificar, aprender y continuar

Flat plate pulsating heat pipes: new fabrication technologies, experiments and modeling = Tubos de calor pulsantes de placa plana: nuevas tecnologías de fabricación, experimentos y modelado

Abstract: In the present work, theoretical and experimental analysis of the thermal performance of flat plate pulsating heat pipes, made of copper, are presented. The pulsating heat pipes were manufactured using an innovative fabrication process for this application, the diffusion bonding. For this purpose, a special oven was used, available in Labtucal, that provides high temperature, high pressure and high vacuum conditions, which allows the fabrication of monolithic pieces with high reliability. Plates of equal external size were used, in which the internal channels were modified. Different geometries were applied, including the variation of the number of channels for the same overall dimensions (density increase), modifications of the surface finishing (roughness) and addition of lateral grooves at evaporator section. Flat plate pulsating heat pipes were tested under different operating conditions, such as tilt angles, heat input levels, and filling ratios, concluding that higher roughness or grooves at evaporator zone enhance the thermal performance of the devices, as start-up time, thermal resistance and thermal stability. However, the most relevant parameters, to decrease the dependence of the gravity in the operation of the pulsating heat pipe, are the number of channels and the working fluid filling ratios. A mathematical model, based on electrical circuit analogy, is constructed, taking into consideration the activation energy. Model validation was made with the experimental date obtained from the devices developed in this thesis. The model presented a maximum error of 25-30%, at vertical bottom heat mode and vertical top heat mode. The main contributions of this Ph.D. thesis are: the development of modified pulsating heat pipes using effective thermal improvements; the production of a reliable fabrication process compatible with the proposed thermal enhancements and, finally, a model that can be used as a design tool for pulsating heat pipes fabricated from machined plates. Resumen: En el presente trabajo, se realiza un análisis teórico y experimental del desempeño térmico de tubos de calor pulsantes de placa plana, fabricados en cobre. Los tubos de calor pulsantes fueron fabricados utilizando un proceso de fabricación innovador para esta aplicación, la difusión vinculación. Para ello se utilizó un horno especial, disponible en Labtucal, que proporciona alta temperatura, alta presión y alto vacío, lo que permite la fabricación de piezas monolíticas de alta confiabilidad. Se utilizaron placas de igual tamaño externo, en las que el Se modificaron los canales internos. Se aplicaron diferentes geometrías, incluyendo la variación de el número de canales para las mismas dimensiones generales (aumento de densidad), modificaciones del acabado superficial (rugosidad) y adición de ranuras laterales en la sección del evaporador. placa plana Los tubos de calor pulsantes se probaron en diferentes condiciones de funcionamiento, como ángulos de inclinación, calor suministrado, relaciones de llenado, concluyendo que una mayor rugosidad o ranuras en la zona del evaporador mejora el rendimiento térmico de los dispositivos, como el tiempo de inicio de operación, la resistencia térmica y la estabilidad de la temperatura. Sin embargo, los parámetros más relevantes, para disminuir la dependencia de la gravedad en el funcionamiento del tubo de calor pulsante, fueron el número de canales y las proporciones del llenado de fluido de trabajo. Se construye un modelo matemático, basado en la analogía del circuito eléctrico, tomando en Consideración la energía de activación. La validación del modelo se realizó con los datos experimentales obtenidos a partir de los dispositivos desarrollados en esta tesis. Las principales contribuciones de este doctorado tesis son: el desarrollo de tubos de calor pulsantes modificados utilizando mejoras térmicasla producción de un proceso de fabricación confiable y un modelo que se puede utilizar como herramienta de diseño