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Diseño hidráulico de un sistema gravimétrico para relaves mineros con un caudal de 202 m³/h y 220 m de desnivelLópez Bonilla, Joel Martín 03 November 2014 (has links)
En el presente trabajo se ha realizado el diseño hidráulico de un sistema gravimétrico
para transportar 202 m3/h de relave minero desde la planta procesadora de minerales
hasta la presa de relaves, aprovechando un desnivel de 226 m.
El diseño hidráulico ha sido conceptualizado como recepción, acondicionamiento,
transporte y evacuación. La recepción y acondicionamiento del relave se logra con el
sistema de recepción, el transporte se realiza a tubería llena presurizada y finalmente
se evacúa el relave hacia el sistema de descarga a la presa de relaves con una presión
requerida.
El relave se ha caracterizado como una pulpa homogénea de 1.5 de densidad
específica, 52.5% de concentración en peso y 29% de concentración en volumen, cuyo
comportamiento viscoso es de tipo Bingham. Esta pulpa tiene partículas en suspensión
de 27 μm en promedio, cuya densidad específica de sólido seco es de 2.7.
Respecto al transporte, la línea se ha dividido en dos tramos de tubería con diferente
diámetro. El primero comprende los primeros 190 m, con un diámetro nominal de 8 in y
1.9 m/s de velocidad media, mientras que el segundo, va hasta 970 m, con 6 in de
diámetro nominal y 3.5 m/s de velocidad media.
Al tratarse de un fluido con partículas suspendidas, es importante analizar la velocidad
crítica de deposición, es decir, la velocidad a la cual las partículas empiezan a
depositarse. Esta ha sido determinada mediante el modelo de Turian y Oroskar, dando
como resultado 1.14 m/s y 0.95 m/s en el primer y segundo tramo respectivamente.
Con respecto a la caída de presión, se ha usado el modelo de Darby para fluidos
Bingham, dando como resultado 976.6 kPa (66.3 m.c.p.), lo cual equivale a 29% del
desnivel disponible (226 m.c.p.).
Como parte del diseño, se ha considerado la presencia de una estación de choque, la
cual disipa la presión cerca del final de la línea y permite que se entre el relave al sistema
de descarga a 55 PSIg. / Tesis
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Evaluación de los factores de intensificación de esfuerzo SIF en accesorios laterales no reforzados de tuberías para relave mineroMorales Ortiz, Jorge Arturo 26 June 2017 (has links)
En este proyecto de tesis, se propone obtener los SIF de un accesorio lateral con ángulo entre ramal y cabezal de 30°, 45°, 60°, 75° y 90°; el mismo que no está reforzado y no estandarizado, fabricado con tubería de acero al carbono ASTM A53 grado B, con soldadura por arco eléctrico con penetración completa, mediante el desarrollo de un modelo matemático complementado con simulaciones numéricas y calibrado con ensayos existentes en la bibliografía [9]. Esto permite la elaboración de una herramienta de selección y diseño, que muestre los SIF para una variedad de geometrías no normadas de accesorios laterales propuestos en este proyecto de tesis. Además, se propone evaluar su variación respecto a parámetros geométricos establecidos acordes a la práctica. / Tesis
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Optimización energética en la ampliación de capacidad de un sistema de transporte de líquidos de gas naturalRodas Alarcón, Jerson 01 October 2015 (has links)
El transporte de hidrocarburos por ductos requiere considerables consumos de energía para compensar las pérdidas de las mismas debido a la fricción y variaciones de altura a lo largo de la tubería. Es así que el consumo energético se convierte en el principal gasto operativo de un sistema de transporte y una optimización energética repercutirá significativamente en ahorros económicos para la empresa transportista.
La presente tesis plantea la optimización energética en un sistema de transporte de líquidos de gas natural con características particulares en altimetría, consumo de energía de bombeo y uso de reductores de fricción. El análisis de basa principalmente en una evaluación y ajuste de los siguientes parámetros:
- Consumo de energía de bombeo.
- Concentración de reductores de fricción.
- Presiones de operación de las estaciones de bombeo.
- Configuraciones de estaciones de bombeo de acuerdo al régimen de transporte.
Para realizar dicho análisis es necesario modelar el efecto de los reductores de fricción en la tubería y cómo afecta éste en la potencia de bombeo requerida del sistema. El estudio permitirá estimar una optimización energética para un sistema de transporte de líquidos de gas natural y consecuentemente poder reducir los costos asociados a la operación del ducto. / Tesis
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Formación de patrones inducidos por un flujo de corte en el modelo de Lotka-Volterra modificadoBalbín Arias, Julio José 28 April 2017 (has links)
En esta tesis se analiza la formación de patrones debido a inestabilidades en un
sistema de reacción - difusión - advección generadas mediante un flujo de corte. Las inestabilidades son similares a la formación de patrones de Turing en un sistema de activador - inhibidor donde una condición necesaria es que la difusividad del inhibidor es mayor que la difusividad del activador. En presencia de un flujo de corte, nosotros encontramos que esta condición no es necesaria. Nosotros analizamos dos modelos para un flujo de corte, uno de ellos consiste en dos capas moviéndose con diferentes velocidades, el otro correspondiente a un flujo de Poiseuille dentro de un tubo bidimensional. La inestabilidad aparece cuando la velocidad promedio del flujo aumenta por encima de cierta velocidad umbral, conduciendo así a los patrones que se mueven según el marco de referencia del flujo. Nuestros resultados, patrones aislados de Turing, pueden ser obtenidos usando una difusividad efectiva por efecto de la dispersión de Taylor. / Tesis
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Surface tension driven flow on a thin reaction frontGuzmán Ramírez, Roberto Antonio January 2017 (has links)
Surface tension driven convection affects the propagation of chemical reaction fronts in liquids. The changes in surface tension across the front generate this type of convection. The resulting fluid motion
increases the speed and changes the shape of fronts as observed in the iodate-arsenous acid reaction. We calculate these effects using a thin front approximation, where the reaction front is modeled by an abrupt discontinuity between reacted and unreacted substances. We analyze the propagation of reaction fronts of small curvature. In this case the front propagation equation becomes the deterministic Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) equation with the addition of fluid flow. These results are compared to calculations based on a set of reaction-diffusion-convection equations. / Tesis
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Propagating reaction fronts in moving fluidsVilela Proaño, Pablo Martin 20 October 2015 (has links)
La presente tesis tuvo como objetivo estudiar frentes de reacción modelados mediante la ecuación de Kuramoto-Sivashinsky sujetos a diferentes tipos de movimiento de fluido: flujo externo de Poiseuille, el cual es contrastado con el flujo de Couette, y flujo convectivo debido a la inestabilidad de Rayleigh-Taylor. En el primer caso, los frentes se propagan a favor o en contra de un flujo estacionario bidimensional entre dos placas paralelas que se conoce como flujo de Poiseuille. Para pequeñas distancias entre las placas, encontramos frentes estacionarios que pueden ser planos, simétricos o asimétricos, dependiendo de la separación de las placas y de la velocidad promedio del fluido externo. Adicionalmente, descubrimos que los frentes simétricos estables que se propagan en sentido opuesto al flujo simétrico externo se vuelven asimétricos al incrementar la rapidez del flujo externo. En el caso del flujo externo de Couette, el flujo es producido por el movimiento de dos placas paralelas en sentidos opuestos. Hallamos que la estabilidad y la forma de los frentes estacionarios dependen de la velocidad relativa entre las placas y de su separación. Estos parámetros desempeñan un papel importante, puesto que pueden convertir frentes inestables en estables. En el último caso, las inestabilidades en el frente producidas cuando un fluido más denso se encuentra encima de un fluido menos denso se conocen como inestabilidades de Rayleigh-Taylor y son causadas por la diferencia de densidades a través del frente bajo la acción de la gravedad. El frente describe la interfaz delgada que separa los fluidos de diferente densidad dentro de dos placas paralelas verticales; mientras que la convección causada por las fuerzas de flotación a través de la interfaz delgada determina el flujo debido a la inestabilidad de Rayleigh-Taylor. Para el estudio de los efectos del flujo externo sobre los frentes de reacción, primero obtuvimos los frentes y luego realizaremos un análisis de estabilidad lineal para determinar la estabilidad de los frentes bajo los tres tipos de movimiento del fluido. La forma de los frentes y sus respectivas regiones de estabilidad fueron contrastadas con los frentes en ausencia de flujo externo. Los resultados de la investigación fueron publicados en tres revistas internacionales arbitradas e indexadas: Physical Review E (2012), Chaos (2014), y European Physics Journal (2014). Adicionalmente, la tesis presenta resultados para frentes oscilantes y sus transiciones al caos debido a la interacción del frente de reacción con los flujos externos antes mencionados. / Tesis
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Diseño e implementación de un módulo demostrativo de control por variadores de velocidad para sistemas de presión constante multibombasParedes Arévalo, Yoshi Augusto 06 June 2015 (has links)
En el panorama actual, las aplicaciones relacionadas al bombeo de agua tienen una
alta demanda de energía en el rubro industrial y doméstico ya que representan el 22%
del consumo total en el mundo. Los sistemas de presión constante, son los más
utilizados en las estaciones de bombeo, ya que permiten un control automático y
regulado de la presión en tiempo real. Sin embargo, es normal encontrar bombas
sobredimensionadas funcionando mediante métodos externos de control de flujo. Los
más convencionales son: estrangulamiento, By-pass y control On-Off. Adicionalmente,
estas bombas son arrancadas en directo ocasionando inconvenientes en el sistema y
tuberías: deterioro de las tuberías por el golpe de presión en el arranque, factor de
potencia bajo (necesidad de incluir banco de condensadores), deterioro del motor, baja
eficiencia de consumo de energía.
Para evitar estos inconvenientes, se plantea utilizar la tecnología de control por
variadores de velocidad y demostrar su desempeño en aplicaciones de presión
constante con bombas múltiples, como lo son: el ingreso de bombas de manera
secuencial y alternancia de bomba principal para equiparar el tiempo de
funcionamiento entre todas. Se implementará un módulo demostrativo con dos modos
de control del sistema multibombas: control de motor por bomba principal controlada y
auxiliares en directo; y control del motor principal y auxiliares por variadores de
velocidad enlazados por comunicación serial.
Para cumplir el objetivo se requirió el diseño de un circuito de fuerza y de control,
partiendo de los diagramas recomendados el fabricante, para luego pasar a la
selección de los equipos a utilizar, luego al seguimiento de la fabricación y cableado;
por último se configuró el variador, creando una nueva macro de aplicación que
combina los 2 modos de control multibombas.
En la fase de pruebas se obtuvo un funcionamiento óptimo del controlador PID,
permitiendo una regulación en tiempo real manteniéndonos en el nivel de referencia de
presión todo el tiempo; respondió de forma esperada antes los fallos simulados y
obedeció los comandos de comunicación serial del variador maestro. Adicionalmente
el módulo está disponible para entrenamientos técnicos y en la configuración de
variadores de velocidad ABB. / Tesis
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Resolución de la ecuación de advección lineal unidimensional por un método de volúmenes finitos compacto de alto ordenChávez Pacheco, Xyoby 12 February 2018 (has links)
Los métodos numéricos de alto orden, necesarios para la discretización espacial,
son una de las áreas más activas del campo de la dinámica de fluidos computacional (CFD en sus siglas en inglés). Dentro de estos, los Métodos de Volúmenes Finitos (MVF) han encontrado difcultades en la implementación de los procesos de reconstrucción. En el presente trabajo presentamos e implementamos en Python un novedoso proceso de reconstrucción compacto de alto orden propuesto por Q. Wang [22]. La novedad yace en que el orden alto es alcanzado usando un estencil compacto; es decir, usando únicamente celdas vecinas. En este proceso se obtiene un conjunto de relaciones que sirven para obtener los coeficientes de los polinomios de reconstrucción sobre los volúmenes de control de interés preservando sus valores promedios y el de sus derivadas. Con estas relaciones obtenemos un sistema lineal sobredeterminado que al ajustarse por mínimos cuadrados resultan en un sistema tridiagonal por bloques para el caso de una ecuación de advección 1D. Para esta ecuación de advección usamos además el Análisis de Fourier para examinar los números de onda modificados por el MVF compacto. La reconstrucción incluye parámetros que son optimizados para mejorar las propiedades de dispersión/disipación. Así mismo, el análisis de estabilidad de von Neumann nos permite estimar el número CFL (Courant Friedrich Levy) máximo para dos métodos de Runge-Kutta. Finalmente, validamos tanto los órdenes de convergencia de la combinación del MVF compacto con dos esquemas de Runge-Kutta como los parámetros óptimos de los esquemas de reconstrucción. / The numerical methods of high order, necessary for spatial discretization, are one of the most active areas of the field of Computational Fluid Dynamics. Within these, Finite Volume Methods (abbreviated as MVF in spanish) have encountered difficulties in the implementation of reconstruction processes. In the present work we present a novel high order compact reconstruction process proposed by
Q. Wang [22], and implemented in Python. The novelty lies in that high order is achieved using a compact stencil, that is, using only neighboring cells. In this process we obtain a set of relations that are constructed to obtain the coefficients of reconstruction polynomials on the control volumes of interest, preserving their average values and that of their derivatives. With these relations we obtain an overdetermined linear system that is adjusted by least squares resulting in a tridiagonal system by blocks in the case of a 1D advection equation. For this advection equation we also use the Fourier Analysis to examine the wave numbers modified by the compact MVF. The reconstruction includes parameters that are optimized to improve the dispersion / dissipation properties. Furthermore, the von Neumann stability analysis allows us to estimate the maximum CFL number for two Runge-Kutta methods. Finally, we validate the convergence orders of the combination of the compact MVF with two schemes of Runge-Kutta and we also validate the optimal parameters of the reconstruction schemes. / Tesis
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Selección de bomba centrifuga para calderoOrtíz Cerna, Juan Carlos January 2014 (has links)
Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Manifiesta como aprender y reconocer las principales variables que intervienen en la selección de un equipo de bombeo, así como conocer las herramientas (programas) que ayudan a la selección de los equipos, también detalla las generalidades de la selección de electrobombas y como son utilizadas en los calderos. La mala elección del equipo puede derivar en cavitaciones, un exceso o insuficiente caudal a la caldera ocasionara un mal funcionamiento de esta. Al igual que si no calculamos la presión necesaria. / Trabajo de suficiencia profesional
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Modelo extendido y estabilización del oleaje al interior de un convertidor de cobre. Control robusto y modelación del chorro en la superficie del bañoSalas Bravo, Felipe Antonio January 2017 (has links)
Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Matemáticas Aplicadas.
Ingeniero Civil Matemático / El convertidor teniente es un horno usado en el proceso de purificación del cobre, cuyo funcionamiento se basa en la inyección de aire enriquecido con oxígeno (a través de toberas) en un baño de material fundido, produciendo reacciones indispensables para su depuración y generando energía, la que es aprovechada para mantener los niveles de temperatura adecuados al interior del convertidor. Debido a la inyección de aire se produce un fenómeno de acoplamiento entre el chorro de burbujas y la oscilación presente en la superficie del baño, produciendo un fenómeno de resonancia el cual genera ondas de gran amplitud en la superficie, las que producen desgaste sobre las paredes internas del convertidor. Este desgaste acorta los tiempos de producción, ya que es necesario recubrir con nuevos ladrillos el interior del convertidor.\\
En esta tesis se proponen dos estrategias de control para prevenir y minimizar el oleaje en la superficie. En primer lugar se desarrolla un control retroalimentado con comportamiento robusto. Esta robustez permite el control usando modelos inciertos del sistema original, sin perder rendimiento ni estabilidad.\\
En segundo lugar se propone un control pasivo por medio de un segundo chorro de aire (una segunda tobera) el cual disminuye los modos de oscilación de gran amplitud, disminuyendo la energía de las oscilaciones sobre la superficie. Para ello se modela la interacción que hay entre la excitación de las ondas superficiales y la presencia de inyección de chorros de aire en el baño. Modelando un segundo chorro de burbujas es posible replicar datos experimentales en los que se logra estabilizar el oleaje por medio de una segunda tobera. / Este trabajo ha sido financiado por Codelco a través de la beca PiensaCobre
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