MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE COMPONENTE PLÁSTICO SOMETIDO A FLUENCIA LENTA

ResumenEl presente trabajo describe una metodología para modelar y simular un componente plástico bajo condiciones de fluencia lenta (Creep). Se modela el comportamiento mecánico del material polipropileno (PP) por medio de la Ley de Norton, cuyos parámetros B y n fueron obtenidos a través de una caracterización experimental del material plástico en función del tiempo (1000 horas); reproduciendo el comportamiento de las probetas a través de una simulación del fenómeno de fluencia lenta para el mismo periodo de tiempo usando un software comercial, obteniendo una diferencia entre los resultados experimentales y la simulación menor al 14%. Esto sugiere que en las simulaciones realizadas para componentes fabricados con PP existirá la confianza para obtener resultados próximos a la realidad. Se presenta un caso de estudio.Palabra(s) Clave: Fluencia lenta, Ley de Norton, Simulación de fluencia lenta. MODELING AND SIMULATION OF PLASTIC COMPONENT SUBJECTED TO SLOW FLUENCYAbstractThe present work describes a methodology for modeling and simulating a plastic component under creep conditions. The mechanical behavior of the plastic material is modeled by Norton's Law, whose parameters B and n were obtained through an experimental characterization of the polypropylene (PP) as a function of time (1000 hrs); reproducing the behavior of the specimens through a simulation of the creep phenomenon for the same period of time using commercial software, obtaining a difference between the experimental results and the simulation of less than 14%. This suggests that in the simulations performed for components made with PP there will be the confidence to obtain results close to reality. One case study is presented.Keywords: Creep, Norton’s Law, Simulation creep

OPTIMIZACIÓN PARAMÉTRICA MULTI-OBJETIVO DE CICLOS DE POTENCIA RANKINE, UTILIZANDO TÉCNICAS DE DISEÑO DE EXPERIMENTOS DE TAGUCHI (MULTI-OBJECTIVE PARAMETRICOPTIMIZATION OF RANKINE POWER CYCLES, USING TAGUCHI EXPERIMENT DESIGN TECHNIQUES)

ResumenEn el presente trabajo se planteó optimizar los ciclos de potencia Rankine (simple, recalentado, regenerativo) variando los parámetros de operación más significativos del ciclo, según las fuentes literarias que se consultaron. Con el objetivo de poder mejorar sus características de calidad que en este caso de estudio son la eficiencia y la destrucción de exergía del ciclo. Primero se realizaron los modelos matemáticos de los tres diferentes ciclos Rankine. Enseguida se obtuvieron las combinaciones de los parámetros de los ciclos, usando un diseño de experimentos con un enfoque de Taguchi, en donde se seleccionó un arreglo ortogonal L9 (34). El cual cumple con la necesidad de cubrir tres factores a tres niveles y un número mínimo de siete experimentos. Posteriormente al tener la combinación de los parámetros se insertaron en el software Engineering equation solver (EES) para hacer la simulación de los sistemas con cada combinación obtenida y ver el comportamiento de la eficiencia y la destrucción de energía a los tres ciclos. Al tener los resultados del comportamiento de cada combinación se analizó el diseño de Taguchi para obtener la mejor combinación de parámetros para aumentar la eficiencia y disminuir la destrucción de exergía. Al tener los parámetros de optimización se realizó un experimento de confirmación donde en los tres casos de los ciclos Rankine se obtuvo un aumento en los parámetros de calidad. respecto a los parámetros iniciales del ciclo.Palabra(s) Clave: ANOVA, optimización, Rankine, Taguchi. AbstractIn the present work it was proposed to optimize Rankine power cycles (simple, reheated, regenerative) by varying the most significant operating parameters of the cycle, according to the literary sources that were consulted. With the aim of improving its quality characteristics, which in this case study are the efficiency and destruction of exergy of the cycle. First the mathematical models of the three different Rankine cycles were made. Next, the combinations of the cycle parameters were obtained, using an experiment design with a Taguchi approach, where an orthogonal arrangement L9 (34) was selected. Which meets the need to cover three factors at three levels and a minimum number of seven experiments. Subsequently, having the combination of the parameters, they were inserted into the Engineering equation solver (EES) software to simulate the systems with each combination obtained and see the performance of efficiency and the destruction of energy at three cycles. Having the results of the behavior of each combination, Taguchi's design was analyzed to obtain the best combination of parameters to increase efficiency and decrease the destruction of exergy. Having the optimization parameters, a confirmation experiment was carried out where in the three cases of the Rankine cycles an increase in the quality parameters was obtained. regarding the initial parameters of the cycle.Keywords: ANOVA, optimization, Rankine, Taguchi

REVISIÓN DE PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE UNA CELDA ELECTROLÍTICA ALCALINA (REVIEW OF PARAMETERS FOR THE DESIGN OF AN ALKALINE ELECTROLYTIC CELL)

En este artículo se presentan algunos parámetros considerados en el diseño de una celda electrolítica alcalina para garantizar una reacción de evolución del hidrógeno (HER por sus siglas en inglés) elevada; en los que se enlistan: composición de electrodos, principalmente por su porcentaje de níquel que trabaja como catalizador en la producción de hidrógeno; geometría de electrodos, donde intervienen sus dimensiones, que incluye espesor y área de trabajo;  separación entre electrodos, una distancia mínima es preferible para mantener una resistencia eléctrica baja; electrolito, es el medio por el cual viajan los electrones haciendo posible la ruptura de la molécula de agua, el álcali usado en la mezcla es de interés porque facilita el paso de corriente eléctrica; condiciones de trabajo, algunas propiedades dependen de la temperatura operación por lo que es importante definir estas variable al valor más óptimo posible; por último, unas observaciones con relación a propiedades, sólo si intervienen materiales además del utilizado en los electrodos. En el presente trabajo se obtuvo un listado de los parámetros de diseño y como afectan la producción de hidrógeno.Palabra(s) Clave: alcalina, celda electrolítica, diseño, parámetros. AbstractThis paper presents some parameters considered in the design of an alkaline electrolytic cell to guarantee a high hydrogen evolution reaction (HER); in which are listed: composition of electrodes, mainly by its percentage of nickel that works as a catalyst in the production of hydrogen; electrode geometry, where its dimensions intervene, which includes thickness and work area; gap between electrodes, a minimum distance is preferable to maintain a low electrical resistance; electrolyte, is the means by which the electrons travel making possible the rupture of the water molecule, the alkali used in the mixture is of interest because it facilitates the passage of electric current; working conditions, some properties depend on the operating temperature so it is important to define this variable at the most optimal value possible; Finally, some observations regarding properties, only if materials are involved in addition to the one used in the electrodes. In the present work a list of the design parameters was obtained and how they affect the production of hydrogen.Keywords: alkaline, design, electrolytic cell, parameters

MODELO DE ESPACIO–ESTADO DE UNA CELDA ALCALINA ELECTROLÍTICA PRODUCTORA DE HIDRÓGENO (STATE–SPACE MODEL OF AN ALKALINE ELECTROLYTIC CELL HYDROGEN PRODUCER)

En base a un estudio de los modelos existentes, se desarrolló en el presente artículo una propuesta de modelo de espacio – estado para una celda alcalina productora de hidrógeno. Para la constitución del modelo se consideró una celda bipolar de domo, tomando como variables de estado la presión y temperatura del sistema y como entrada la corriente de alimentación; consiguiendo con esto un modelo SISO no lineal, susceptible de ser analizado con la teoría de control moderno. El modelo se simuló con la herramienta Simulink de Matlab mostrando correspondencia con las respuestas del sistema presentadas en la bibliografía.Palabra(s) Clave: Electrolizador alcalino, Hidrogeno, Modelo de espacio-estado. AbstractBased on existing models’ study, a State-Space model proposal for a hydrogen-producing alkaline cell was developed in this paper. For the model constitution a bipolar dome cell was considered, taking system pressure and temperature as state variables and the power current as input, getting whit this a nonlinear SISO model susceptible to be analyzed whit modern control theory. The model was simulated whit Simulink, Matlab’s tool, showing correspondence whit system responses presented on the bibliography.Keywords: Alkaline electrolyzer, Hydrogen, State – Space model

OPTIMIZACIÓN ESTADÍSTICA DEL RENDIMIENTO TÉRMICO DE UN COLECTOR SOLAR DE AIRE CONSIDERANDO FACTORES NO CONTROLABLES STATISTICAL (OPTIMIZATION OF THE THERMAL PERFORMANCE OF A SOLAR AIR COLLECTOR CONSIDERING NON-CONTROLLED FACTORS)

ResumenEn el presente trabajo se hace uso de los arreglos ortogonales propuestos por Taguchi para maximizar el rendimiento térmico de un colector solar de aire de placa plana. En el proceso de optimización son considerados cinco factores controlables, los cuales son: longitud del colector, material de la placa absorbedora, material de la cubierta, altura del canal de flujo de aire, ancho del colector; y tres factores no controlables, los cuales son: velocidad del aire, irradiación solar y temperatura ambiente. Para llevar a cabo los diferentes experimentos establecidos por el arreglo ortogonal, se desarrolló una metodología de diseño térmico para colectores solares de aire de placa plana. La metodología se aplica al diseño térmico de un colector solar de aire evaluado de forma experimental. Los resultados muestran que el material de la placa absorbedora, el material de la cubierta y la altura del canal de flujo de aire son estadísticamente significativos para determinar el rendimiento térmico del colector, mientras que la longitud y ancho del colector no son significativos estadísticamente. Se obtiene un aumento del 7.5% en el rendimiento térmico del colector entre el diseño óptimo y el diseño del colector evaluado de forma experimental.Palabras Clave: ANOVA, arreglos ortogonales de Taguchi, colector solar de aire de placa plana, optimización. AbstractThis work makes use of orthogonal arrays proposed by Taguchi to maximize the thermal performance of a flat plate air solar collector. On the process optimization are taken into account five control factors, which are: collector length, material type of the absorber plate, material type of the cover, height of the air flow channel and width of the collector; and three non-controllable factors, which are: wind velocity, solar irradiation and room temperature. In order to carry out the different experiments established by the orthogonal arrangement, a thermal design methodology was developed for flat plate air solar collectors. The methodology is applied to the thermal design of an experimentally evaluated solar collector. The results show that the material type of the absorber plate, the material type of the cover and the height of the air flow channel are statistically significant to calculate the thermal efficiency of the collector, while the length and width of the collector are not statistically significant. An increase of 7.5% in the thermal performance of the collector is obtained between the optimal design and the design of the collector evaluated experimentally.Keywords: ANOVA, Taguchi´s orthogonal arrays, flat plate air solar collector, optimization

CONTROL DE VARIABLES EN EL PROCESO DE INYECCIÓN DE PROBETAS PLÁSTICAS

El presente trabajo describe el proceso de inyección de plásticos en el cual se determinan las variables críticas, para la obtener la combinación ideal en el proceso de una pieza estándar, con la variación de los parámetros de presión de compactación, tiempo de compactación y temperatura de inyección, donde se demuestra la relación que existe entre ellas y cuál es la variable más predominante en el proceso.Se desarrolla un diseño de experimentos factorial 23 para determinar teóricamente, el comportamiento de las variables de temperatura de inyección, presión de compactación y tiempo de compactación en el proceso de inyección de una probeta plástica. Este diseño experimental se lleva a cabo en el software de Minitab V17, el cual se describe como una herramienta de simulación para el proceso de inyección de plásticos que se aplica a la máquina de inyección Demag Ergotech 50-270 viva. Se realiza la inyección de polipropileno, experimentalmente con el objetivo de encontrar la combinación ideal para el ahorro de materia prima en una pieza estándar que cumpla su calidad dimensional.Palabra(s) Clave(s): inyección, polímeros, presión simulación, tiempo

4to. Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad. Memoria académica

Este volumen acoge la memoria académica de la Cuarta edición del Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad, CITIS 2017, desarrollado entre el 29 de noviembre y el 1 de diciembre de 2017 y organizado por la Universidad Politécnica Salesiana (UPS) en su sede de Guayaquil. El Congreso ofreció un espacio para la presentación, difusión e intercambio de importantes investigaciones nacionales e internacionales ante la comunidad universitaria que se dio cita en el encuentro. El uso de herramientas tecnológicas para la gestión de los trabajos de investigación como la plataforma Open Conference Systems y la web de presentación del Congreso http://citis.blog.ups.edu.ec/, hicieron de CITIS 2017 un verdadero referente entre los congresos que se desarrollaron en el país. La preocupación de nuestra Universidad, de presentar espacios que ayuden a generar nuevos y mejores cambios en la dimensión humana y social de nuestro entorno, hace que se persiga en cada edición del evento la presentación de trabajos con calidad creciente en cuanto a su producción científica. Quienes estuvimos al frente de la organización, dejamos plasmado en estas memorias académicas el intenso y prolífico trabajo de los días de realización del Congreso Internacional de Ciencia, Tecnología e Innovación para la Sociedad al alcance de todos y todas