Orientador: Geraldo de Freitas Maciel / Resumo: Esta pesquisa tem como principal objetivo verificar experimentalmente a presença de instabilidades na superfície livre de escoamentos lamosos, em canal com 10 metros de comprimento. Estes escoamentos, quando em condições favoráveis de vazão e inclinação, podem constituir um domínio favorável à geração de roll waves, instabilidades que evoluem adquirindo característica periódica e que se propagam com amplitudes, comprimentos e velocidade de propagação bem definidas. O fluido teste utilizado nos ensaios foi uma mistura de água+argila caulinítica (representativo do material lamoso em desastres naturais), confeccionada com uma concentração em volume de 25% e caracterizada reologicamente pelo modelo de Herschel Bulkley. Foram testados dois surfactantes (estabilizantes químicos), Tween 80 e goma xantana, para estabilizar os parâmetros reológicos da mistura, tendo a goma xantana garantido maior tempo de estabilização. A aferição da superfície livre foi realizada por meio de sistema não-intrusivo (transdutor ultrassônico), que se mostrou eficiente para aferição de ondas íngremes e de pequenas amplitudes. Os resultados de ensaios experimentais exploratórios foram confrontados com o modelo matemático 1D desenvolvido pelo grupo de pesquisa. / Abstract: This project has as main objective to experimentally verify the presence of instabilities in the free surface of muddy flows in a ten meter long channel. These flows, when situated under favorable flow and slope conditions may constitute a favorable domain for the generation of roll waves, instabilities that evolve acquiring periodic characteristics and propagate itself with well-defined amplitudes, lengths and velocity. The test fluid used in the experiment was a mixture between water + kaolinitic clay (representative of the muddy material in natural disasters), made with a 25% volume concentration and rheologically characterized by the Herschel Bulkley model. Two surfactants (chemical stabilizers), Tween 80 and xanthan gum, were tested to stabilize the rheological parameters of the mixture, with the xanthan gum ensuring longer stabilization time. The free surface measurement was performed using a non-intrusive system (ultrasonic transducer), which proved to be efficient for the measurement of steep waves with small amplitudes. The results of exploratory experimental tests were compared with the 1D mathematical model developed by the research group. / Mestre

Orientador: Celso Eduardo Tuna / Coorientador: Alex Mendonça Bimbato / Banca: José Alexandre Matelli / Banca: Wendell de Queiróz Lamas / Resumo: A busca por estudos visando às melhorias em projetos de engenharia relacionados às turbinas hidráulicas se tornam cada vez mais essenciais considerando a crescente demanda por fontes de energias renováveis como as usinas hidrelétricas. Por este motivo, cresce a necessidade de estudos sobre turbinas hidráulicas, por meio de inovações tecnológicas, que proporcionem a melhoria do rendimento das mesmas. Esse trabalho tem como objetivo aplicar modificações nas turbinas por meio de técnicas de projeto, como o biomimetismo, nas pás dos rotores de turbinas do tipo Bulbo e comparar o comportamento do escoamento sobre as pás e o rendimento dessas turbinas com aquelas projetadas sem a aplicação do biomimetismo. Para atingir esse objetivo a modelagem da turbulência se dá através da metodologia URANS (unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes) e o modelo de turbulência escolhido foi o k-ε, por ser ideal em escoamentos turbulentos, demandar um menor tempo de simulação computacional e apresentar maior semelhança com dados experimentais. Como resultado, observa-se que as mudanças realizadas na geometria das pás das turbinas, baseadas nos conceitos e técnicas de biomimetismo, proporcionaram aumento de desempenho nas turbinas bulbo, evidenciando-se assim a capacidade do biomimetismo de proporcionar melhorias em projetos de turbinas hidráulicas, que ainda é pouco difundida e estudada. Para a realização desse trabalho, usa-se o software comercial SolidWorks® para a criação da geometria e o ANSYS ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The search for studies aimed at improving engineering projects related to hydraulic turbines becomes increasingly essential considering the increasing demand for renewable energy sources such as hydroelectric plants. For this reason, the need is growing for studies about hydraulic turbines, by means of technological innovations, that provide the improvement in these turbines. The objective of this work is to apply modifications in turbines by means of design techniques, such as biomimicry, on the rotor blades of the Bulb type turbine, and to compare the flow behavior on the blades and the performance of these turbines with those projected without the application of the biomimetism. To accomplish this objective, turbulence modeling was performed using the URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes) methodology and the turbulence model chosen was k-ε, because it is ideal in turbulent flows, requires a shorter computational simulation time and presents greater similarity with experimental data. As a result, changes in turbine blade geometry, based on biomimetic concepts and techniques, have resulted in significant performance gains in bulb turbines, thus demonstrating the ability of biomimetric to provide improvements in hydraulic turbine designs, which is still less widespread and studied. The commercial SolidWorks® software was used for the creation of geometry and the ANSYS Student® (version 19.1) for flow analysis using computational fluid dynamics (CFD) / Mestre

Magíster en Meteorología y Climatología / Se presenta una caracterización y diagnóstico de los chorros nocturnos de bajo nivel en el desierto de Atacama mediante una simulación efectuada con el modelo WRF para reproducir las condiciones entre los días 10 y 20 de agosto de 2012. Se reproducen perfiles subestimados de la componente valle abajo del viento y alturas sobrestimadas de la "nariz". Los perfiles de temperaturas asociados son menos estables que los registrados, característica asociada a una simulación excesiva de mezcla turbulenta. Horizontalmente forman "lenguas" sobre valles con pendientes leves. Además, tienen asociados máximos relativos de temperatura superficial debido a la generación de mezcla turbulenta y calentamiento adiabático. No se producen chorros bajo condiciones sinópticas perturbadas. Durante su etapa cuasi-estacionaria no intercambian masa con el entorno, teniendo tres zonas de manifestación. En su nacimiento el aire fluye ladera abajo con temperaturas bajas. En la zona de máxima intensidad la componente valle abajo y turbulencia son máximas, mientras el perfil de temperaturas es isotérmico bajo la "nariz". En su término se pierde intensidad y hay disipación, se puede formar además un salto hidráulico. La variabilidad espacial simulada se puede explicar por los cambios en el gradiente de presión a lo largo del valle y la turbulencia.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Describe la necesidad de la Compañía Minera VOLCAN-EACH de Bombear las aguas provenientes de la Cámara 20 ubicada en el NV-150 Rampa Mirko Este hacia el NV-355 Montenegro, con la finalidad de que las aguas producto de las filtraciones y trabajos de operaciones no afecte a través de inundaciones las actividades de CIA; la ubicación de este proyecto está en Cerro de Pasco Unidad Animón perteneciente a la Empresa Administradora Chungar(VOLCAN), para ello se Diseñara una Nueva Línea de Impulsión con su respectivo Sistema de Bombeo, con la finalidad de Bombear las aguas hacia el punto en mención. Es así como se considerara un nuevo Diseño de una nueva Línea de Impulsión y Selección del Sistema de Bombeo, en este caso para un escenario de 170 l/s aproximadamente. Mediante este diseño se pretende obtener la mejor opción técnica económica que nos permita definir tipo de Bomba, diámetro y clase de tubería, que llegara hasta el NV-355 Montenegro. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Expone aquellos lodos de molienda de mineral, los cuales se colectan en sumideros y son bombeados desde los mismos hacia espesadores u otra locación para continuar el proceso productivo, este bombeo muy comúnmente se hace mediante el uso de electrobombas de lodos vertical de tipo CANTILEVER. Presenta la alternativa de bombear estos lodos seleccionando y usando otro tipo de electrobomba: SUMERGIBLE. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Aplica los conocimientos teóricos de mecánica de fluidos sostenidos con la experiencia en campo y aplicando los criterios establecidos en la normatividad Peruana las cuales en sus diferentes ámbitos hacen mención a las normas NFPA en los capítulos relacionados a protección contra incendios. En protección contra incendio en la parte relacionada a la extinción a base de agua se tiene tres elementos principales, la reserva o almacenamiento de agua, el sistema de bombeo y la red de tuberías, la buena combinación entre los tres nos puede dar la confiabilidad y sobre todo la efectividad que todo sistema requiere. Se centró en el sistema de bombeo y con esto nos enfocaremos en la selección, instalación, puesta en marcha y pruebas de las bombas contra incendio. Desde el punto de vista de cálculos de ingeniería el principal trabajo es seleccionar el punto de operación de la bomba, esto implica realizar medidas y cálculos para encontrar el caudal y la presión del equipo. Para encontrar el caudal, la ingeniería se basa en el estudio de riesgo donde se realizan muchos análisis como zonas a proteger, materiales a proteger, rutas de evacuación, zonas de mayor demanda de agua, etc. La presión es determinada en base a cálculos hidráulicos donde se tendrá en cuenta la presión requerida en el punto hidráulico más desfavorable, caudal, velocidades máximas permitidas, tipo de tubería, entre otros. La selección también implica ver las condiciones del lugar, la altitud, temperatura ambiente, las condiciones eléctricas disponibles, el tipo de agua a usar, el área y las zonas de acceso del lugar de instalación, costos, esto con el fin de determinar el tipo y materiales de la bomba, el tipo de motor y el grado de protección de sus controladores. Para la instalación se cuenta con la norma NFPA20 donde da los lineamientos y criterios mínimos que se debe seguir durante este proceso, con la finalidad de minimizar posibles causas de fallo del sistema de bombeo causado por una mala instalación. Dado que por su función estos tipos de bomba se convierten en Equipos de Seguridad entonces la puesta en marcha, inspección y pruebas de operación cumplen un papel muy importante dentro de un sistema contra incendio y las cuales también se tendrá que regir bajo los criterios de la NFPA cuyos pasos también lo veremos más adelante. A partir de estos pasos se ha llegado a conclusiones muy interesantes sobre el efecto que tiene este equipo en la protección a la vida y a la propiedad. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Muestra los cálculos realizados con el fin de realizar el correcto diseño hidráulico de la tubería de presión de la Central Hidroeléctrica La Koya, que operará con un caudal de diseño de 3.5 m 3 /s, con una caída bruta de 272.21m. y con una potencia instalada total de 7,662 KW. Como parte de los estudios básicos, se realizaron los levantamientos topográficos, el estudio hidrológico en los puntos de captación; y el estudio geológico-geotécnico del área del proyecto. El cálculo de la tubería se ha realizado según el código ASME sección VIII, divisiones 1 y 2; y en base a acero ASTM A-36, sin embargo, se recomienda que de acuerdo a las normas existentes, se deba hacer el replanteo en obra revisando el diseño y la topografía del terreno. / Trabajo de suficiencia profesional

En el presente trabajo se realiza un análisis fluido dinámico y energético de la micro – turbina de gas J66 – 8, para determinar velocidades, presiones y variación de densidades, así como también la evolución de la temperatura y entalpía del aire en cada etapa de la micro – turbina, pero cambiando el combustible tradicional con el que funciona, Jet A1, el cual es un hidrocarburo, un combustible hecho a base de carbono; por un combustible de cero emisiones de carbono en su combustión y con un mayor poder calorífico que cualquier otro, el hidrógeno. Se explica también que, para generar el mismo empuje en el micro – turbina, generado con el Jet A1, se necesita menos cantidad de hidrógeno, y además no hay necesidad de cambiar el material original de los componentes, ya que estos soportan la temperatura que se alcanza en la combustión de hidrógeno.

La siguiente tesis realiza una simulación numérica de un termocompresor utilizando el software “SOLIDWORKS” tanto para el apartado de dibujo CAD como para la simulación CFD. También, se propone una metodología para calcular las dimensiones geométricas y el peso de cualquier termocompresor validado con tablas comerciales de estos dispositivos. El análisis fluidodinámico muestra el comportamiento de los flujos dentro del termocompresor en especial las magnitudes de presión y numero de Mach. La magnitud de presión alcanza el vapor requerido de 0,25 MPa a la salida del termocompresor y el número de Mach alcanza el valor cercano a 1 en el cuello del difusor generando la onda de choque a la salida de la zona de mezclado el cual reduce la perdida de energía debido a este fenómeno. Se realiza la comparación se los resultados con los de otros trabajos para validar la simulación realizada.

Identifica las áreas susceptibles a ser afectadas ante la ocurrencia de flujos aluvionales extremos mediante resultados de la simulación de este tipo de eventos en el centro poblado de Quincemil. También analiza la dinámica de los flujos aluvionales a partir de un modelamiento hidráulico computacional utilizando el programa FLO-2D. / Tesis