Estudio numérico del comportamiento estructural del perfil del álabe de un rotor tipo Savonius implementando una geometría multielemento

Context: This study evaluates the structural stability of a Savonius-type rotor by implementing a multiblade profile, with the purpose of reducing the resistance to movement and consequently improving aerodynamic performance. The rotor with the profile under study was compared against rotors with conventional semicircular and split Bach profiles. Method: The fluid-structure interaction was analyzed by numerically simulating the three rotors, and the state of stresses and deformations was determined under a normal operating regime. The rotors were assigned the same construction material, and they were studied under the same parameters and models of fluid dynamics and computational mechanics via the ANSYS software. Results: The results obtained showed a better structural behavior in the rotor with the multiblade configuration, reducing the maximum equivalent stress by 59,10 and 42,87\% and the deformations by 47,40 and 33,59\% with respect to the rotors with the conventional semicircular and split Bach profiles, respectively. Conclusions: The multiblade configuration allows for greater aerodynamic and structural performance while preserving the construction and operation simplicity that characterize Savonius-type rotors.Contexto: Este estudio evalúa la estabilidad estructural de un rotor tipo Savonius implementando un perfil multielemento, con el propósito de reducir la resistencia al movimiento y mejorar así el rendimiento aerodinámico. El rotor con el perfil en estudio se comparó con rotores de perfiles semicircular convencional y Bach dividido. Método: Se analizó la interacción fluido-estructura mediante la simulación numérica de los tres rotores, y se determinó el estado de esfuerzos y deformaciones en un régimen normal de operación. A los rotores se les asignó el mismo material de construcción, y estos fueron estudiados bajo los mismos parámetros y modelos de la dinámica de fluidos y mecánica computacional a través del software ANSYS. Resultados: Los resultados obtenidos evidenciaron un mejor comportamiento estructural en el rotor con la configuración multielemento, al reducir el esfuerzo equivalente máximo en 59,10 y 42,87\% y las deformaciones en 47,40 y 33,59\% con respecto a los rotores de perfiles semicircular convencional y Bach dividido respectivamente. Conclusiones: La configuración multielemento permite un mayor rendimiento aerodinámico y estructural, a la vez que se conserva la simplicidad de construcción y operacional que caracterizan al rotor tipo Savonius

EGRESADOS DE INGENIERÍA MECÁNICA – UNIPAMPLONA. 15 AÑOS DE EXCELENCIA ACADÉMICA

Frecuentemente las Instituciones de Educación Superior (IES) y los programas académicos deben implementar cambios que les permitan ser más competitivos, esto se hace a través de estudios que les permitan saber cómo han evolucionado en el tiempo y sí sus programas educativos son de actualidad y calidad o no; en este sentido uno de los puntos claves para saber de la importancia de los programas académicos es a través de la actualidad de sus egresados y de su éxito profesional. En el presente artículo se muestra la importancia del seguimiento a los egresados en las instituciones de educación superior, esto con el fin de adoptar estrategias que permitan ayudar a los programas académicos en algunos de sus procesos de mejoramiento continuo, como los son los procesos de Registro calificado, Acreditación de Alta Calidad o para impulsar proyectos o acciones que permitan a los programas académicos ser más competitivos o para mejorar los lazos de comunicación con los egresados

Selección de la ventana temporal en la transformada de Fourier en tiempos cortos utilizada en el análisis de señales de vibración para determinar planos en las ruedas de un tren

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Estudio sobre la solución del problema de transferencia de calor por convección en un cuerpo tipo cuña

Este trabajo plantea y describe el modelamiento matemático, el algoritmo computacional y la solución numérica del problema de transferencia de calor por convección, en el caso de un flujo exterior sobre un cuerpo tipo cuña. La descripción de la solución permite, desde la didáctica, explicar la brecha que se tiene entre la formulación del problema y las correlaciones presentadas en la literatura a nivel de ingeniería, fomentando el conocimiento de las herramientas y el procedimiento para el desarrollo de modelos en un tema amplio y complejo como lo es la determinación del coeficiente de transferencia de calor por convección. A partir de las ecuaciones fundamentales del transporte de masa, cantidad de movimiento y energía, se incorporan las consideraciones particulares de la física del fenómeno, con el fin de simplificar el modelo matemático del problema. Seguidamente, se presenta el método numérico utilizado y el algoritmo computacional desarrollado para la solución de las ecuaciones simplificadas de cantidad de movimiento y energía. La aplicación a un caso particular permite la obtención de las correlaciones entre los números adimensionales, la validación de la metodología de cálculo y la comparación de los resultados con las aproximaciones empleadas en la literatura clásica

Influencia del aire húmedo en la combustión del metano

En este artículo se aborda el estudio teórico de la influencia de la humedad relativa y la temperatura del aire en la combustión del metano. La solución del sistema de combustión es realizada bajo las consideraciones de la termoquímica y sin considerar transporte y cinética química. La temperatura de llama y la composición de los gases de combustión son determinados en función de la humedad relativa y la temperatura del aire. Como es común encontrar cálculos de combustión basados en la consideración de aire seco, este artículo muestra que la humedad relativa y la temperatura del aire pueden tener una considerable influencia en las variables de la combustión

MEJORAMIENTO DE LOS FALSOS RECHAZOS GENERADOS POR LOS INSPECTORES DE BOTELLA VACÍA POR MEDIO DE UN CONTROL ESTADÍSTICO DE PROCESOS (CEP)

En el siguiente trabajo se desarrolla una propuesta para mejorar e implementar el plan de manejo actual de los inspectores de botella vacía en una cervecería de la ciudad de Medellín, identificando los puntos que afectan la productividad, y cómo se puede implementar un mantenimiento y manejo estandarizado de maquinaria centrado en confiabilidad, en este caso específicamente los inspectores de botella vacía. Para el desarrollo del trabajo, se utiliza el Control Estadístico de Procesos (CEP), además se analizan alternativas y se analiza el tipo de mantenimiento y manejo que es factible de implementarse en la empresa, tambien se realiza estudio sobre el funcionamiento de algunas líneas de producción que presenta mayor número de falsos rechazos de envase, en todas las áreas que afectan directa e indirectamente las líneas, las cuales son: El talento humano, el manejo de repuestos, el presupuesto, los procedimientos y la programación de mantenimiento determinando falencias y fortalezas del plan de mantenimiento utilizado actualmente

Simulación bidimensional del flujo de convección libre en una cavidad cuadrada utilizando el método de la ecuación de Boltzmann en redes

Convection is a key phenomenon found in different atmospheric and industrial applications. This work presents the numerical simulation of flow in a cavity which has been heated on one wall, in laminar regime, with Rayleigh numbers (Ra) of 103 . Ra . 106 and a Prandtl number of Pr = 0.7, through the lattice Boltzmann equation method -LBE. This technique has proven to be very efficient and powerful in computational fluid dynamics -CFD- (Y. W. Know, 2006). The flow velocity is calculated based on the use of density distribution function in the model D2Q9 -, with two dimensions and nine velocities. Temperature readings are obtained through the model D2T5 -, with two dimensions and five temperatures. The new thermal model used showed to be stable, and the results are highly accurate compared to the experimental and numerical results obtained through other CFD methods.A conveccao e um fenomeno fundamental encontrado em varias aplicacoes atmosfericas e industriais. En o presente artigo se apresenta a simulacao numerica do fluxo em uma cavidade, aquecida em uma de suas paredes, em regime laminar, numeros de Rayleigh (Ra) de 103 . Ra .106 e para um numero de Prandtl de Pr = 0,7, mediante o metodo da equacao de Boltzmann em redes (LBE). Esta tecnica demonstrou ser muito eficiente e poderosa na dinamica de fluidos computacional (CFD). A velocidade do fluxo e calculada a partir do uso da tradicional funcao densidade de distribuicao no modelo D2Q9 (de duas dimensoes e nove velocidades) e a temperatura e obtida a partir da inclusao de uma funcao de densidade de distribuicao de energia interna em um modelo D2T5 (duas dimensoes e cinco temperaturas). O novo modelo termico utilizado demonstrou ser estavel e os resultados obtidos demonstram uma grande exatidao quando comparados com os resultados obidos experimental e numericamente, mediante outros metodos de CFD.La conveccion es un fenomeno fundamental encontrado en varias aplicaciones atmosfericas e industriales. En el presente articulo se presenta la simulacion numerica del flujo en una cavidad, calentada en una de sus paredes, en regimen laminar, numeros de Rayleigh (Ra) de 103 . Ra .106 y para un numero de Prandtl de Pr = 0,7, mediante el metodo de la ecuacion de Boltzmann en redes (LBE). Esta tecnica ha demostrado ser muy eficiente y poderosa en la dinamica de fluidos computacional (CFD). La velocidad del flujo se calcula a partir del uso de la tradicional funcion densidad de distribucion en el modelo D2Q9 (de dos dimensiones y nueve velocidades) y la temperatura se obtiene a partir de la inclusion de una funcion de densidad de distribucion de energia interna en un modelo D2T5 (dos dimensiones y cinco temperaturas). El nuevo modelo termico utilizado demostro ser estable y los resultados obtenidos demuestran una gran exactitud al ser comparados con los resultados obtenidos experimental y numericamente, mediante otros metodos de CFD

Análisis de posición de un mecanismo de Stephenson tipo I utilizando coordenadas naturales

En este artículo se propone la utilización de coordenadas naturales, para determinar la posición de cada elemento de un mecanismo de Stepheson tipo I, de forma analítica. Donde las coordenadas naturales son en su mayoría coordenadas cartesianas, que se definen en los pares cinemáticos y en puntos de interés del mecanismo, consiguiendo con esto ecuaciones alternas a las que se derivan del método de lazo vectorial, en el cual se utilizan coordenadas angulares. El uso de coordenadas naturales en el modelado cinemático de mecanismos es ventajoso, ya que se prescinde de la utilización de funciones trigonométricas, lo cual facilita el modelado e interpretación del mecanismo, y además las ecuaciones obtenidas son más simples que las obtenidas con el método de lazo vectorial. Estas ecuaciones fueron implementadas en MATLAB®, para simular las diferentes configuraciones de un mecanismo de Stepheson tipo I con las dimensiones dadas

Particle matter from a diesel engine fueled with jatropha curcas oil biodiesel and ultra low sulphur diesel

Biodiesels are promoted as alternative fuels due to their potential to reduce dependency on fossil fuels and carbon emissions. Research in this field has focused on the study of the emissions of light duty vehicles. However, particle matter and gaseous emissions emitted from heavy-duty diesel engines fueled by Jatropha Oil Biodiesel (JOB) and Ultra-Low Sulphur Diesel (ULSD) has not been studied. The objective of this study is to explore the performance and emission levels of a Cummins 4-stroke, 4.8 liter, 4-cylinder diesel engine with common rail fuel injection, equipped with a cooled Exhaust Gas Recirculation (EGR). There was a substantial reduction by the use of JOB in unburned hydrocarbons (- 45%), carbon monoxide (- 75%), and particulate matter (- 25%) compared to emission from diesel fuel. At mid and high loads, NOx emissions were higher for JOB compared to ULSD. Most of the particles (64%) for ULSD were in a range of between 40 and 560 nm. On the other hand, most of the particles (94%) for JCB mode were between 6 and 40 nm. In the range between 6 and 40 nm, mass mean diameters in ULSD were 34.4, 34.7 and 33.3 nm while for JOB they were 21.3, 18.2 and 20.1 nm for 100, 50 for a 10% load, respectively.Obiodiesel tem se promovido como um combustível alternativo para reduzir a dependência dos combustíveis fósseis e emissões de carbono. A pesquisa neste campo tem se enfocado no estudo de emissões de veículos de baixa capacidade. Entretanto, não se estudou as emissões de veículos de trabalho pesado operados com Biodiesel de Óleo de Jatropha (BAJ) e Diesel de Baixo Conteúdo de Enxofre (DBCA). O objetivo deste estudo foi explorar o desempenho e os níveis de emissão de um motor Cummins de 4 tempos, 4.8 litros, 4 cilindros, em ciclo diesel, com um sistema de injeção de trilho comum, dotado de um inter-resfriador com válvula de recirculação de gases (VRG). Observou-se redução substancial com o uso de BAJ nos hidrocarbonetos sem queimar (-45%), no monóxido de carbono (-75%), e o material particulado (-25%). Muitas partículas (64%) para DBCA estiveram na categoria entre 40 e 560 nm. Por outro lado, muitas das partículas (94%) para BAJ estiveram entre 6 e 40 nm. Na categoria entre 6 e 40 nm, o diâmetro médio mássico para DBCA foram 34.4, 34.7 e 33.3 nm, enquanto que para BAJ foram 21.3, 18.2 e 20.1 nm para 100, 50 e 10% de carga, respectivamente.El biodiesel se ha promocionado como un combustible alternativo para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y emisiones de carbono. La investigación en este campo se ha enfocado en el estudio de emisiones de vehículos de baja capacidad. Sin embargo, no se han estudiado las emisiones de vehículos de trabajo pesado operados con Biodiesel de Aceite de Jatropa (BAJ) y Diesel de Bajo Contenido de Azufre (DBCA). El objetivo de este estudio fue explorar el desempeño y los niveles de emisión de un motor Cummins de 4 tiempos, 4.8 litros, 4 cilindros, en ciclo diesel, con un sistema de inyección de riel común, dotado de un inter-enfriador con válvula de recirculación de gases (VRG). Se observó reducción sustancial con el uso de BAJ en los hidrocarburos sin quemar (-45%), en el monóxido de carbono (-75%), y el material particulado (-25%). Muchas partículas (64%) para DBCA estuvieron en el rango entre 40 y 560 nm. Por otro lado, muchas de las partículas (94%) para BAJ estuvieron entre 6 y 40 nm. En el rango entre 6 y 40 nm, el diámetro medio másico para BDCA fueron 34.4, 34.7 y 33.3 nm, mientras que para BAJ fueron 21.3, 18.2 y 20.1 nm para 100, 50 y 10% de carga, respectivamente