Los transformadores son elementos ampliamente utilizados en el sector industrial y energético. Para la puesta en servicio de los mismos o como parte del mantenimiento preventivo o correctivo, resulta necesario aplicar un procedimiento de secado para reducir la humedad presente en el aislamiento. Actualmente, uno de los métodos utilizados para transformadores de baja o mediana potencia es el de secado por circulación de aire caliente, que se realiza principalmente en hornos eléctricos. Al ser el tiempo de secado superior a 8 horas, se tiene un consumo de energía bastante elevado. Además, durante el secado no se dispone de información sobre la humedad del proceso, por lo que es solo al final del mismo que se puede evaluar si el secado fue exitoso. Entonces, para generar un mayor ahorro de energía surgió la iniciativa por parte de la universidad de desarrollar un horno de secado para transformadores que utilice gas como fuente de calor, además de incorporar en este el monitoreo de la humedad para obtener mayor información del proceso. La investigación realizada en este trabajo de tesis tuvo como objetivo principal, analizar el sistema electrónico del equipo inicial desarrollado en el documento "Diseño e implementación de un sistema de control de temperatura y monitoreo de humedad para un horno de secado de transformadores" (Li, J, 2015), el mismo que no se encontraba operativo por falta de mantenimiento. Para ello se evalúan los sensores y actuadores presentes en el sistema, así como sus respectivos circuitos de acondicionamiento y control, además de la interfaz de usuario propuesta y el sistema de control para una temperatura entre 90°C y 120°C. En base a esto se diseñan e implementan mejoras para que el horno funcione como prototipo final. Una vez implementado el sistema electrónico y validado su funcionamiento, se realizaron pruebas para analizar el comportamiento del horno ante diferentes condiciones de ventilación y presión del gas de suministro. Esta evaluación permitió asegurar que el horno de secado reduzca efectivamente la humedad en el ambiente interno. Posterior a este análisis se obtiene como resultado final un control de temperatura con tiempo de establecimiento máximo de 12 minutos y con una estabilidad de +/- 3.5 °C. / Tesis

En la presente tesis se realiza el diseño de un horno basculante de crisol con capacidad para fundir 600 kg de aluminio reciclado en forma de trozos o a granel. El sistema de combustión utiliza gas natural como combustible proveniente de la red de distribución pública de Lima Metropolitana. La temperatura a la que trabaja el equipo será de 760°C (temperatura de colada del aluminio) y el tiempo para realizar todo el proceso no deberá ser mayor a 1 hora para lo cual se utiliza un quemador de alta velocidad con un rango de potencia de operación de 85kW hasta 590 kW. Para obtener el diseño final, primero se realizó una introducción a los parámetros básicos de diseño (propiedades físicas del aluminio, flujos de calor, descripción de los fenómenos de transferencia de calor, entorno de trabajo, etc.) que fueron necesarios para la realización de los cálculos tanto energéticos como mecánicos. Se aplicó la metodología de diseño que permitió conocer el concepto de solución óptimo para las consideraciones de operación establecidas. A partir de esta concepción se realizó el diseño térmico que posibilitó determinar la dimensión de la cámara del horno cuyo diámetro interior es 1083mm; también se definió que el espesor de paredes de aislamiento es de 127mm y se conoció cuál es el flujo de calor necesario para realizar el proceso de fundición encendiendo el horno desde frío (compensación por pérdidas y absorción de calor a través de las paredes). Asimismo, también se realizó el cálculo de la cavidad para la chimenea y de los flujos necesarios de combustible y aire que determinaron el diámetro de tuberías a utilizar para el suministro hacia el quemador con valores de 2 y 4 pulgadas respectivamente. Por otra parte, se hizo el cálculo para los elementos estructurales y de apoyo tales como vigas, ejes, cordones de soldadura, rodamientos y pistones hidráulicos; dichos elementos son la base en donde se soportan todos los demás elementos mencionados además de permitir el giro de la cámara del horno (basculación) para verter el aluminio una vez que este haya alcanzado su temperatura de colada. Finalmente, se realizó el presupuesto del proyecto cuyo monto aproximado es de US$ 57,712.93 para la adquisición de equipos, materiales además de la mano de obra y servicios necesarios para ejecutar la fabricación y montaje del equipo. / Tesis

Los transformadores son elementos ampliamente utilizados en el sector industrial y energético. Para la puesta en servicio de los mismos o como parte del mantenimiento preventivo o correctivo, resulta necesario aplicar un procedimiento de secado para reducir la humedad presente en el aislamiento. Actualmente, uno de los métodos utilizados para transformadores de baja o mediana potencia es el de secado por circulación de aire caliente, que se realiza principalmente en hornos eléctricos. Al ser el tiempo de secado superior a 8 horas, se tiene un consumo de energía bastante elevado. Además, durante el secado no se dispone de información sobre la humedad del proceso, por lo que es solo al final del mismo que se puede evaluar si el secado fue exitoso. Entonces, para generar un mayor ahorro de energía surgió la iniciativa por parte de la universidad de desarrollar un horno de secado para transformadores que utilice gas como fuente de calor, además de incorporar en este el monitoreo de la humedad para obtener mayor información del proceso. La investigación realizada en este trabajo de tesis tuvo como objetivo principal, analizar el sistema electrónico del equipo inicial desarrollado en el documento "Diseño e implementación de un sistema de control de temperatura y monitoreo de humedad para un horno de secado de transformadores" (Li, J, 2015), el mismo que no se encontraba operativo por falta de mantenimiento. Para ello se evalúan los sensores y actuadores presentes en el sistema, así como sus respectivos circuitos de acondicionamiento y control, además de la interfaz de usuario propuesta y el sistema de control para una temperatura entre 90°C y 120°C. En base a esto se diseñan e implementan mejoras para que el horno funcione como prototipo final. Una vez implementado el sistema electrónico y validado su funcionamiento, se realizaron pruebas para analizar el comportamiento del horno ante diferentes condiciones de ventilación y presión del gas de suministro. Esta evaluación permitió asegurar que el horno de secado reduzca efectivamente la humedad en el ambiente interno. Posterior a este análisis se obtiene como resultado final un control de temperatura con tiempo de establecimiento máximo de 12 minutos y con una estabilidad de +/- 3.5 °C.

En la presente tesis se realiza el diseño de un horno basculante de crisol con capacidad para fundir 600 kg de aluminio reciclado en forma de trozos o a granel. El sistema de combustión utiliza gas natural como combustible proveniente de la red de distribución pública de Lima Metropolitana. La temperatura a la que trabaja el equipo será de 760°C (temperatura de colada del aluminio) y el tiempo para realizar todo el proceso no deberá ser mayor a 1 hora para lo cual se utiliza un quemador de alta velocidad con un rango de potencia de operación de 85kW hasta 590 kW. Para obtener el diseño final, primero se realizó una introducción a los parámetros básicos de diseño (propiedades físicas del aluminio, flujos de calor, descripción de los fenómenos de transferencia de calor, entorno de trabajo, etc.) que fueron necesarios para la realización de los cálculos tanto energéticos como mecánicos. Se aplicó la metodología de diseño que permitió conocer el concepto de solución óptimo para las consideraciones de operación establecidas. A partir de esta concepción se realizó el diseño térmico que posibilitó determinar la dimensión de la cámara del horno cuyo diámetro interior es 1083mm; también se definió que el espesor de paredes de aislamiento es de 127mm y se conoció cuál es el flujo de calor necesario para realizar el proceso de fundición encendiendo el horno desde frío (compensación por pérdidas y absorción de calor a través de las paredes). Asimismo, también se realizó el cálculo de la cavidad para la chimenea y de los flujos necesarios de combustible y aire que determinaron el diámetro de tuberías a utilizar para el suministro hacia el quemador con valores de 2 y 4 pulgadas respectivamente. Por otra parte, se hizo el cálculo para los elementos estructurales y de apoyo tales como vigas, ejes, cordones de soldadura, rodamientos y pistones hidráulicos; dichos elementos son la base en donde se soportan todos los demás elementos mencionados además de permitir el giro de la cámara del horno (basculación) para verter el aluminio una vez que este haya alcanzado su temperatura de colada. Finalmente, se realizó el presupuesto del proyecto cuyo monto aproximado es de US$ 57,712.93 para la adquisición de equipos, materiales además de la mano de obra y servicios necesarios para ejecutar la fabricación y montaje del equipo.