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

La presente tesis está enfocada en el diseño energético de un horno para el curado de pintura electrostática, que forma parte de una línea de acabados que contempla la implementación de la tecnología de plaforización. El diseño toma como punto de partida las necesidades de una empresa dedicada a la manufactura de estructuras comerciales, así como las exigencias energéticas que se deben cumplir para el funcionamiento del horno. Descrita a grandes rasgos, la metodología seguida inició con la etapa de investigación, que consiste en empaparse de las tecnologías involucradas en el proyecto y conocer los parámetros que lo delimitan; luego se realizaron los cálculos preliminares (dimensionamiento) de la línea de producción; después se pasó a la selección de tecnologías y equipos en base a los cálculos realizados; a continuación se estableció la configuración definitiva. Por último, se construyó la línea piloto, donde los resultados fueron validados y analizados. En el capítulo 3 de este documento se exponen los cálculos. Se realizaron análisis para funcionamiento en continuo en base a un volumen de control definido, el cálculo de cargas térmicas, el cálculo de potencia de las fuentes seleccionadas, el diseño del sistema de convección, equilibrio de presiones y flujos, entre otros. Finalmente, en el capítulo 4 se describe la propuesta elaborada, la misma que fue implementada y sometida a pruebas de campo, de modo que se pudiera validar el cumplimiento de los requerimientos planteados. En torno a la evaluación de resultados obtenidos se elaboraron conclusiones y observaciones de calidad presentados en el capítulo 5.

En el territorio peruano, viven una gran cantidad de animales domésticos, principalmente felinos y canes ,y se requiere la intervención humana en la eventualidad de la muerte de este. Esta situación genera complicaciones ambientales, logísticas y sanitarias que afectan a la comunidad. Una de las alternativas para cubrir dicha necesidad es mediante la cremación, proceso que involucra la descomposición de la materia orgánica mediante combustión. Se propone un horno crematorio que realice la cremación del cuerpo de una mascota con capacidad máxima de 30 kg con unas medidas de 1.9 m de ancho, 2.03 m de largo, y 2.2 m de alto. Esta contiene una mesa de rodillos para el ingreso de mascotas con una velocidad de 0.03 m/min, que tenga 2 dos espacios, uno para la combustión con una temperatura de operación de 600 oC y otra para la postcombustión con una temperatura de 900 oC. En la primera se aloja la mascota para la incineración y en la segunda para realizar una filtración inicial del gas realizando una segunda combustión a una mayor temperatura. La combustión dura de 1 hora después del procedimiento de encendido del burner. Asimismo, se selecciona una torre de lavado a contraflujo considerando un flujo de gas de combustión de 1.25m3/h cuya composición se asume que consiste en CO2. y H2O. Cuenta con el subsistema de trituración, en donde realiza la pulverización de los huesos generados luego de la cremación, con una duración de 15 segundos, y se deposita en un contenedor para ser retirado por el operario encargado de la máquina. El incinerador está acondicionado con un panel de control para observar los estados y variables del proceso de cremación como las de temperatura y relación aire/combustible en las cámaras y cuenta con botones para iniciar o finalizar el funcionamiento del sistema, el desarrollo de la incineración es automatizado, no obstante, ha de ser necesaria la acción de un ser humano para eliminar el producto obtenido, se adicionan botones de emergencia para realizar la parada de la máquina cuando sea necesario. Se simulan los esfuerzos mediante el software INVENTOR la estructura, las cuchillas, los rodillos. Para la simulación del lazo de control de temperatura y relación aire/oxígeno en las cámaras se hace uso del software Matlab. Se finaliza el proyecto realizando un análisis de costos del sistema.

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.