Modelación y simulación de la lubricación elastohidrodinámica en engranajes rectos

La LEH y la lubricación en general forman una importante parte del vasto campo de estudio y de las aplicaciones prácticas de la tribología; el sistema rueda-piñón es un caso típico de sistema tribológico sencillo. Desde el punto de vista global es simple, pero localmente es complejo, por esta razón se formuló un modelo matemático y se implementó en una simulación computacional, para lubricación en cajas de engranajes rectos, con el propósito de simular el comportamiento de la película de LEH en términos de presión y espesores de película, además se estableció el estado actual y las tendencias como también se definió la física relevante, las variables y las posibilidades de estudios en este campo. Los resultados obtenidos en ANSYS al ser comparados con los basados en el modelo Reynolds-Hertz, permitió observar que no existían muchas discrepancias, cuantitativamente debido que están en los mismos rangos y ordenes de magnitud. El modelo multifísico incluye varios efectos como el arrastre y salpique, el comportamiento no-Newtoniano del lubricante, la compresibilidad, deformación, los esfuerzo, la piezo-viscosidad, la termo-viscosidad, la complejidad geométrica, el comportamiento volumétrico mecánico y térmico de los sólidos interactuantes por lo cual, los resultados muestran una marcada diferencia desde el punto de vista cualitativo y se percibió que son diferentes como era de esperarse.MaestríaMagister en Ingeniería Mecánic

Computational analysis of different turbulence models in a vane pump simulation

The study presents a computational analysis of a vane pump using two different turbulence models namely κ-ε and κ-ω. The geometry characteristics of the vane pump were obtained by disassembly and further measurements. The CAD model for the computational domain was developed in SOLIDWORKS®. The CFD modeling was powered by ANSYS®, which allowed the evaluation of different mesh types and turbulence models. A total set of six simulations were performed to obtain comparison schemes for turbulence model evaluation. Specifically, the angular velocity and excentricity were varied within the simulations. Both turbulence models were carefully validated using the manufacturer´s dataset as validation criteria, obtaining a relative error of less than 5%. The κ-ω experienced the best performance when describing the flow variables, excepting the pressure gradient. Specifically, the κ-ω presented an accurate prediction of edge effects, energy losses in the walls, and turbulent viscosity. Notably, the CFD modeling showed that density and velocity variations are not significant. Overall, CFD modeling demonstrated to be a robust tool to gain insight understanding of the flow interactions in vane pump operation

Método de acoplamiento por multifísica para simular el proceso de soldadura por Fricción - Agitación

In In this work the methods are developed to perform simulations of the friction stir welding process using the ANSYS software working scheme, developing multiphysics couplings between computational fluid dynamics tools to Model the viscoplastic effect of the fluidity of the material when it is stirred by means of a solid tool modeled in the Transient Structure application that allows calculating the thermo-mechanical effects of the study process. The results show the validations corresponding to the modeled and experimentally performed analysis showing a lot of reliability in the proposed method. The torque reached in the process is maintained in the ranges of 14 Nm, the maximum temperature reached in the process was 540°C, this being 78.3% of the melting temperature of the material studied, having an adequate range for these studies.En este trabajo, los métodos se desarrollan para realizar simulaciones del proceso de soldadura por fricción y agitación utilizando el esquema de trabajo del software ANSYS, desarrollando acoplamientos multifísicos entre herramientas de dinámica de fluidos computacionales para modelar el efecto viscoplástico de la fluidez del material cuando se agita por medio de un herramienta sólida modelada en la aplicación Estructura transitoria que permite calcular los efectos termomecánicos del proceso de estudio. Los resultados muestran las validaciones correspondientes al análisis modelado y realizado experimentalmente que muestra mucha confiabilidad en el método propuesto. El torque alcanzado en el proceso se mantiene en los rangos de 14 Nm, la temperatura máxima alcanzada en el proceso fue de 540°C, siendo esta el 78.3% de la temperatura de fusión del material estudiado, teniendo un rango adecuado para estos estudios

Método de acoplamiento por multifísica para simular el proceso de soldadura por Fricción - Agitación

In In this work the methods are developed to perform simulations of the friction stir welding process using the ANSYS software working scheme, developing multiphysics couplings between computational fluid dynamics tools to Model the viscoplastic effect of the fluidity of the material when it is stirred by means of a solid tool modeled in the Transient Structure application that allows calculating the thermo-mechanical effects of the study process. The results show the validations corresponding to the modeled and experimentally performed analysis showing a lot of reliability in the proposed method. The torque reached in the process is maintained in the ranges of 14 Nm, the maximum temperature reached in the process was 540°C, this being 78.3% of the melting temperature of the material studied, having an adequate range for these studies.En este trabajo, los métodos se desarrollan para realizar simulaciones del proceso de soldadura por fricción y agitación utilizando el esquema de trabajo del software ANSYS, desarrollando acoplamientos multifísicos entre herramientas de dinámica de fluidos computacionales para modelar el efecto viscoplástico de la fluidez del material cuando se agita por medio de un herramienta sólida modelada en la aplicación Estructura transitoria que permite calcular los efectos termomecánicos del proceso de estudio. Los resultados muestran las validaciones correspondientes al análisis modelado y realizado experimentalmente que muestra mucha confiabilidad en el método propuesto. El torque alcanzado en el proceso se mantiene en los rangos de 14 Nm, la temperatura máxima alcanzada en el proceso fue de 540°C, siendo esta el 78.3% de la temperatura de fusión del material estudiado, teniendo un rango adecuado para estos estudios

Método de acoplamiento por multifísica para simular el proceso de soldadura por Fricción - Agitación

In In this work the methods are developed to perform simulations of the friction stir welding process using the ANSYS software working scheme, developing multiphysics couplings between computational fluid dynamics tools to Model the viscoplastic effect of the fluidity of the material when it is stirred by means of a solid tool modeled in the Transient Structure application that allows calculating the thermo-mechanical effects of the study process. The results show the validations corresponding to the modeled and experimentally performed analysis showing a lot of reliability in the proposed method. The torque reached in the process is maintained in the ranges of 14 Nm, the maximum temperature reached in the process was 540°C, this being 78.3% of the melting temperature of the material studied, having an adequate range for these studies.En este trabajo, los métodos se desarrollan para realizar simulaciones del proceso de soldadura por fricción y agitación utilizando el esquema de trabajo del software ANSYS, desarrollando acoplamientos multifísicos entre herramientas de dinámica de fluidos computacionales para modelar el efecto viscoplástico de la fluidez del material cuando se agita por medio de un herramienta sólida modelada en la aplicación Estructura transitoria que permite calcular los efectos termomecánicos del proceso de estudio. Los resultados muestran las validaciones correspondientes al análisis modelado y realizado experimentalmente que muestra mucha confiabilidad en el método propuesto. El torque alcanzado en el proceso se mantiene en los rangos de 14 Nm, la temperatura máxima alcanzada en el proceso fue de 540°C, siendo esta el 78.3% de la temperatura de fusión del material estudiado, teniendo un rango adecuado para estos estudios

Cuentos del Olivar

En este apasionante viaje tenemos las puertas abiertas para todo aquel que se quiera sumar, ya sea trabajando en pos de la difusión de la cultura ligada al olivo o disfrutando de lecturas como las que se recogen en este libro, que seguro les depara un sabroso disfrute y les descubre una cultura del olivar que tiene a sus espaldas varios milenios de historia. Les deseo que paladeen cada uno de estos relatos, que conforman un excelente aperitivo literario.Área de Historia del Art

Congreso Internacional de Responsabilidad Social Apuestas para el desarrollo regional.

Congreso Internacional de Responsabilidad Social: apuestas para el desarrollo regional [Edición 1 / Nov. 6 - 7: 2019 Bogotá D.C.]El Congreso Internacional de Responsabilidad Social “Apuestas para el Desarrollo Regional”, se llevó a cabo los días 6 y 7 de noviembre de 2019 en la ciudad de Bogotá D.C. como un evento académico e investigativo liderado por la Corporación Universitaria Minuto de Dios -UNIMINUTO – Rectoría Cundinamarca cuya pretensión fue el fomento de nuevos paradigmas, la divulgación de conocimiento renovado en torno a la Responsabilidad Social; finalidad adoptada institucionalmente como postura ética y política que impacta la docencia, la investigación y la proyección social, y cuyo propósito central es la promoción de una “sensibilización consciente y crítica ante las situaciones problemáticas, tanto de las comunidades como del país, al igual que la adquisición de unas competencias orientadas a la promoción y al compromiso con el desarrollo humano y social integral”. (UNIMINUTO, 2014). Dicha postura, de conciencia crítica y sensibilización social, sumada a la experiencia adquirida mediante el trabajo articulado con otras instituciones de índole académico y de forma directa con las comunidades, permitió establecer como objetivo central del evento la reflexión de los diferentes grupos de interés, la gestión de sus impactos como elementos puntuales que contribuyeron en la audiencia a la toma de conciencia frente al papel que se debe asumir a favor de la responsabilidad social como aporte seguro al desarrollo regional y a su vez al fortalecimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible

Congreso Internacional de Responsabilidad Social Apuestas para el desarrollo regional.

Congreso Internacional de Responsabilidad Social: apuestas para el desarrollo regional [Edición 1 / Nov. 6 - 7: 2019 Bogotá D.C.]El Congreso Internacional de Responsabilidad Social “Apuestas para el Desarrollo Regional”, se llevó a cabo los días 6 y 7 de noviembre de 2019 en la ciudad de Bogotá D.C. como un evento académico e investigativo liderado por la Corporación Universitaria Minuto de Dios -UNIMINUTO – Rectoría Cundinamarca cuya pretensión fue el fomento de nuevos paradigmas, la divulgación de conocimiento renovado en torno a la Responsabilidad Social; finalidad adoptada institucionalmente como postura ética y política que impacta la docencia, la investigación y la proyección social, y cuyo propósito central es la promoción de una “sensibilización consciente y crítica ante las situaciones problemáticas, tanto de las comunidades como del país, al igual que la adquisición de unas competencias orientadas a la promoción y al compromiso con el desarrollo humano y social integral”. (UNIMINUTO, 2014). Dicha postura, de conciencia crítica y sensibilización social, sumada a la experiencia adquirida mediante el trabajo articulado con otras instituciones de índole académico y de forma directa con las comunidades, permitió establecer como objetivo central del evento la reflexión de los diferentes grupos de interés, la gestión de sus impactos como elementos puntuales que contribuyeron en la audiencia a la toma de conciencia frente al papel que se debe asumir a favor de la responsabilidad social como aporte seguro al desarrollo regional y a su vez al fortalecimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible

Gestión del conocimiento. Perspectiva multidisciplinaria. Volumen 17

El libro “Gestión del Conocimiento. Perspectiva Multidisciplinaria”, Volumen 17 de la Colección Unión Global, es resultado de investigaciones. Los capítulos del libro, son resultados de investigaciones desarrolladas por sus autores. El libro es una publicación internacional, seriada, continua, arbitrada, de acceso abierto a todas las áreas del conocimiento, orientada a contribuir con procesos de gestión del conocimiento científico, tecnológico y humanístico. Con esta colección, se aspira contribuir con el cultivo, la comprensión, la recopilación y la apropiación social del conocimiento en cuanto a patrimonio intangible de la humanidad, con el propósito de hacer aportes con la transformación de las relaciones socioculturales que sustentan la construcción social de los saberes y su reconocimiento como bien público

Optimización del desempeño energético de un intercambiador de calor para aumentar la eficiencia de conversión de un generador termoeléctrico aplicado a un motor diésel estacionario

La recuperación de calor residual es una de las principales estrategias para minimizar el desperdicio de energía en los motores de combustión interna. Debido a lo anterior, en la presente investigación se evaluaron distintos diseños de intercambiadores de calor (ICs) reportados en la literatura. En este caso, los ICs se clasifican en: IC de aleta rectangular, IC de dientes e IC hexagonales. El incremento en los niveles de velocidad de rotación, torque y porcentaje de biodiésel permite un aumento en la potencia recuperada en el TEG. El uso del TEG en los motores de combustión interna implica una disminución en el consumo de combustible, lo cual provoca una reducción de emisiones contaminantes. El proceso de optimización del IC de aleta rectangular alternativa II (ver Figura 4.4), permitió alcanzar una eficiencia máxima del 5% en el TEG, lo que representa una mejora relativa del 56% comparado con la eficiencia máxima del 3.2% reportada en la literatura. El enfoque de investigación utilizado en este estudio permitió identificar la geometría de IC más adecuada para el TEG analizado. La investigación realizada contribuye a acelerar el desarrollo de esta tecnología para su futura expansión en el sector automotriz y otros sectores de la industria y el comercio. Adicionalmente, al mejorar la capacidad de recuperación de la energía térmica de los gases de escape en los motores de combustión interna (MCI) mediante el uso de los ICs optimizados permite la reducción de emisiones como el CO2, CO, HC y NOx. Lo anterior, es una consecuencia directa de la menor necesidad de usar parte de la energía del combustible en la alimentación de sistemas auxiliares del motor, los cuales podrían funcionar a partir de la energía recuperada de los gases de escape. El desarrollo del TEG más eficiente permitirá considerar nuevos enfoques para integrar sistemas con el propósito mejorar la eficiencia de los MCI, como los generadores de hidrógeno.Waste heat recovery is one of the main strategies to minimize energy waste in internal combustion engines. Due to the above, different heat exchanger (HE) designs reported in the literature were evaluated in this research. In this case, the HEs are classified into: rectangular fin HEs, tooth HEs and hexagonal HEs. The increase in the levels of rotational speed, torque and percentage of biodiesel allows an increase in the power recovered in the TEG. The use of TEG in internal combustion engines implies a decrease in fuel consumption, which leads to a reduction in pollutant emissions. The optimization process of the alternative II rectangular fin HE (see Figura4.4), allowed reaching a maximum efficiency of 5% in the TEG, which represents a relative improvement of 56% compared to the maximum efficiency of 3.2% reported in the literature. The research approach used in this study made it possible to identify the most suitable HE geometry for the TEG analyzed. The research conducted contributes to accelerate the development of this technology for future expansion in the automotive and other industrial and commercial sectors. Additionally, by improving the thermal energy recovery capacity of exhaust gases in internal combustion engines (ICEs) through the use of optimized HEs, it allows the reduction of emissions such as CO2, CO, HC and NOx. This is a direct consequence of the reduced need to use part of the fuel energy to power auxiliary engine systems, which could run on the energy recovered from the exhaust gases. The development of the most efficient TEG will allow consideration of new approaches to integrate systems to improve the efficiency of ICEs, such as hydrogen generators.LISTA DE FIGURAS Y TABLAS 12 -- INTRODUCCIÓN 21 -- 1. PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 22 -- 1.1. Estado actual de la problemática 22 – 1.2. Planteamiento del problema 27 – 1.3. Justificación 28 – 1.4. Hipótesis 29 -- 1.5. Objetivos 29 -- 1.5.1. Objetivo General 29 -- 1.5.2. Objetivos Específicos 29 -- 1.6. Metodología del proyecto de investigación 30 -- 2. MARCO TEÓRICO 35 -- 2.1. Tecnologías de recuperación del calor residual en motores de combustión interna 35 -- 2.1.1. Turbocompresor 35 -- 2.1.2. Ciclo orgánico Rankine 36 -- 2.1.3. Recirculación de gases de escape 36 -- 2.1.4. Generadores termoeléctricos (TEG) 37 – 2.2. Comparación entre las tecnologías de recuperación del calor residual 38 -- 2.3. Dinámica de fluidos computacional (CFD) 39 -- 2.3.1. Modelos de turbulencia en CFD 40 -- 2.3.1.1. Modelo estándar − 41 -- 2.3.1.2. Modelo RNG − 44 -- 2.3.1.3. Modelo realizable – 45 -- 2.4. Intercambiadores de calor utilizados en dispositivos TEG 47 -- 2.4.1. Intercambiador de calor de Carcasa y tubo 47 -- 2.4.2. Intercambiador de calor tipo silenciador 48 -- 2.4.3. Intercambiador de calor de tubos de calor 49 -- 2.4.4. Intercambiador de calor de estructura interna porosa 49 – 2.4.5. Intercambiador de calor de forma de conducto 50 -- 2.5. Comparación entre los diferentes diseños de IC 50 -- 3. MATERIALES Y MÉTODOS 52 -- 3.1. Desarrollo metodológico de modelos CFD 52 -- 3.2. Banco experimental 54 -- 3.3. Metodología experimental 58 -- 3.4. Análisis de incertidumbre 60 -- 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS EXPERIMENTALES Y CFD 62 -- 4.1. Resultados experimentales 62 -- 4.1.1. Temperatura superficial 62 -- 4.1.2. Caída de presión 63 -- 4.1.3. Análisis de la eficiencia del TEG 63 -- 4.1.4. Análisis de varianza de los ensayos experimentales 65 -- 4.2. Geometría de los intercambiadores de calor 70 -- 4.3. Generación del mallado 75 -- 4.4. Condiciones de frontera 76 -- 4.5. Resultados de simulación 79 -- 4.5.1. Análisis de perfil de temperatura superficial y presión. 79 -- 4.5.2. Análisis de las características termodinámicas 82 -- 4.5.3. Análisis del potencial de recuperación energética 89 -- 5. OPTIMIZACIÓN DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR 92 -- 5.1. Consideraciones de rediseño 92 -- 5.2. Análisis de la influencia de los parámetros geométricos (S) y (θ) 94 -- 6. CONCLUSIONES 111 -- 7. RECOMENDACIONES 113 -- 8. REFERENCIAS 114 -- 9. ANEXOS 122 -- 9.1. Configuración de corridas experimentales 122 -- 9.2. Cálculos relacionados con la Tabla 4.2 124 -- 9.3. Alternativas geométricas del IC de forma de conducto 126 -- 9.4. Cálculos relacionados con la Tabla 4.11 134 -- 9.5. Modificaciones geométricas del IC aleta rectangular – alternativa II 135 -- 9.6. Consideraciones de los parámetros geométricos (S) y (θ) 144 -- 9.7. Cálculos relacionados con la Figura 5.4 145 -- 9.8. Calculó de los coeficientes del modelo de regresión 145 -- 9.9. Cálculos relacionados con las conclusiones 146 -- 9.10. Artículos científicos resultantes del proyecto de investigación 147Doctor(a) en Ingenieria EnergéticaDoctorad