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Diseño de un sistema de arranque electrónico para la puesta en marcha de motores síncronosSedano Montes, Sedano Montes, Paúl Moisé 10 December 2016 (has links)
En la actualidad el Perú se encuentra en un proceso de transformación debido al
crecimiento económico que se está viviendo, el cual va acompañado de una
creciente demanda de maquinaria asociada a la producción a consecuencia de que
diversas plantas industriales se han consolidado o repotenciado, razón por la cual
se escoge como materia de estudio las máquinas eléctricas, las cuales en sus
diferentes presentaciones son una de las principales involucradas en los procesos
de fabricación.
En los últimos años los motores eléctricos han pasado a tener un realce como eje
en los distintos procesos de la industria en la que operan, es por ello que poco a
poco se consideran más cuidados de estos en cuanto a su mantenimiento y
estudios para las mejoras en sus arranques y durante su funcionamiento.
Los motores síncronos forman parte de un tipo de máquina eléctrica y se vio una
oportunidad en la presente tesis de abordar como materia de estudio el arranque
del motor.
Los ensayos característicos de máquinas eléctricas se desarrollan con el fin de
conocer sus principios de funcionamiento, obtener sus circuitos eléctricos
equivalentes y evaluar sus comportamientos frente a diferentes condiciones.
La presente tesis aborda en un principio el diseño y la simulación de los circuitos
asociados para la puesta en marcha del motor síncrono. De la misma forma como
parte de este diseño, se implementa la fuente de alimentación de tensión regulable
para suministrar energía al circuito de campo del motor síncrono trifásico. Para
este objetivo, en la presente tesis se realiza el estudio del motor síncrono trifásico;
sus principios de funcionamiento y sus circuitos eléctricos equivalentes. También se
aborda el estudio de las tecnologías actuales usadas en el diseño de las fuentes de
alimentación lo que introduce a un análisis completo del diseño de las mismas. Por
último, se muestran los resultados de las pruebas realizadas tanto para el arranque
del motor como para la fuente implementada.
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Estudio teórico del efecto de la altitud y la utilización de mezclas BX sobre el funcionamiento de motores encendidos por compresiónBardález Bardález, Alvaro Juan 19 September 2012 (has links)
Este trabajo tiene como objetivo calcular la variación porcentual de las pérdidas de
potencia, eficiencia y aumento de consumo de combustible de un motor de encendido por
compresión de aspiración natural, que funciona a diferentes altitudes sobre el nivel del
mar utilizando distintas mezclas BX.
La metodología consistió en calcular por separado las variaciones en las características
del motor debido a la altitud y mezclas BX, luego se sumaron para encontrar la merma
total en el desempeño, esto fue posible utilizando métodos de cálculo empíricos para cada
caso y supuestos que no consideran las características del combustible para cuantificar el
efecto de la altitud en el motor, a su vez, las propiedades del aire no intervienen en el
cálculo del efecto de las distintas mezclas BX en el motor.
El trabajo contiene tres partes: en la primera se analiza el efecto que tiene la altitud en el
desarrollo de la potencia, eficiencia y consumo de combustible en el motor, el estudio
demuestra que a medida que se incrementa la altura disminuye la densidad y presión
atmosférica, limitando la potencia que puede desarrollar el motor.
En la segunda parte se analiza el efecto que tiene el biodiesel de palma aceitera, si bien
este combustible tiene características muy parecidas con el diesel 2, algunas propiedades
cambian afectando el funcionamiento de un motor de encendido por compresión. El
menor poder calorífico del biodiesel limita el desarrollo de la potencia del motor, pero la
eficiencia térmica aumenta porque la lubricidad y viscosidad del biodiesel son mayores, lo
que disminuye las pérdidas por rozamiento en el sistema de inyección.
Para finalizar se presentan cuatro tablas porcentuales, las cuales permiten determinar la
variación de la potencia y eficiencia que un motor de encendido por compresión de
aspiración natural puede desarrollar y el consumo específico y volumétrico de
combustible para distintas mezclas diesel-biodiesel a diferentes altitudes sobre el nivel del
mar. De esta manera, si un usuario peruano quiere ir en este momento a una ciudad
como Huaraz que queda a 3000 metros de altura con combustible B5 puede saber que su
motor estará limitado a desarrollar una potencia 35% menor que la nominal, con 20%
menos de eficiencia, 45% más de consumo de combustible en masa y 44% de consumo
de combustible en volumen.
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Evaluación del consumo de combustible y emisiones de un vehículo liviano funcionando con dos mezclas de gasolina y etanol (E7, 8 y E10) bajo condiciones de manejo en Cusco y Lima MetropolitanaPuma Corbacho, Solin Epifanio 05 July 2016 (has links)
El presente trabajo de tesis realiza un análisis de la evaluación del consumo de
combustible y emisiones de dos vehículos livianos, marca Kia Rio y motor de
encendido por chispa, funcionando con dos mezclas de gasolina y etanol (E7,8 y E10).
Uno de los vehículos transitó en Lima Metropolitana, mientras que el otro en la ciudad
del Cusco.
Ambos vehículos fueron instrumentados adecuadamente, para obtener un registro de
las emisiones y trayectoria del circuito de conducción. Además, se obtuvo el valor
promedio del consumo de combustible. Las pruebas fueron realizadas en diferentes
días y horas. Con los resultados obtenidos durante los ensayos, tanto en Lima
Metropolitana y Cusco, se puede inferir que el consumo de combustible aumenta de
acuerdo al tráfico de la ciudad (+15%) y la altitud de la zona (+17,8%). Del mismo
modo, mientras más se aumente el contenido de etanol a la mezcla, el consumo de
combustible sufre un ligero incremento de 18%; ya que el etanol, a diferencia de la
gasolina, posee un poder calorífico inferior; en tal sentido, el motor necesitará un
mayor consumo de combustible para desarrollar la misma potencia.
Con respecto a las emisiones gaseosas expulsadas por el vehículo, se observa un
aumento de CO (+60%) y HC (+80%) debido a las condiciones de tráfico y un mayor
consumo de combustible. Por otro lado, el incremento de etanol en la mezcla de
combustible influyó que las emisiones de CO presentaran un descenso; caso contrario
sucedió que las emisiones de NOX se incrementaran ligeramente. De igual forma, el
efecto de altitud provocó menores emisiones de CO, NOX y HC en gramos por
kilómetro, ya que en Cusco el porcentaje de oxígeno disminuye a 67% en volumen de
aire a causa de la presión atmosférica que cae a 67,2 atm. Finalmente, las emisiones
de CO2 no sufrieron mucha influencia por el aumento de etanol, ni por efecto de la
altura.
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Propuesta de metodología para el análisis exergético de un motor de encendido por chispaMontesinos Cahuana, Alan Gabriel 03 August 2017 (has links)
La presente tesis tiene como objetivo plantear una metodología de análisis exergético
que permita identificar los principales factores que producen las mayores pérdidas de
energía en el proceso de combustión interna en motores de encendido por chispa. Una
vez identificadas las principales pérdidas se sugieren estrategias específicas para
mitigarlas en cierto grado, incentivando así a difundir las ventajas y aplicaciones que
tiene el análisis Exergético para equipos térmicos.
La estructura de la metodología propuesta está basada en metodologías
internacionales de evaluación de motores tales como la norma SAE J1349 MAR2008 y
SAE J1995, cuya aplicación permite realizar el análisis exergético de modo
cuantitativo y con mayor simplicidad de cálculo en comparación con el análisis
energético. Por lo tanto se presenta como una herramienta de cálculo más accesible
hacia las personas, que con tan solo tener una base teórica general serán capaces de
aplicarlo identificando los tipos, magnitudes y localizaciones de las irreversibilidades
que se presentan durante el proceso de combustión cualitativamente.
Para lograr el objetivo de esta tesis se inicia con la descripción de las características
termodinámicas y mecánicas de los motores de combustión interna de encendido por
chispa, luego se continuará con los conceptos teóricos necesarios para desarrollar el
análisis energético y exergético. Además se propone la metodología de análisis según
los ensayos realizados a un motor Nissan GA15DS de combustión interna encendido
por chispa. Por último se valida dicha metodología mediante la comparación del
análisis de los resultados obtenidos de los ensayos con trabajos similares anteriores a
la presente tesis.
También se presentan diagramas de Grassmann y Sankey que permiten observar el
comportamiento de los flujos de exergía y energía identificando lugar y magnitud de
las pérdidas. Adicionalmente se realiza la comparación de los resultados obtenidos del
análisis energético con el exergético con fines didácticos para que el interesado
pueda observar la ventaja y desventaja que posee cada tipo de análisis
termodinámico.
Finalmente, de los resultados obtenidos en los ensayos realizados, se llega a concluir
que las principales irreversibilidades donde se disipa el mayor porcentaje de la exergía
se dan en los gases de combustión, la transferencia de calor por radiación y por el
sistema de refrigeración con un porcentaje de 10.3%,15% y 37.9% respectivamente.
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Consideraciones técnicas y económicas de vehículos a gas naturalLópez Rojas, Sergio Ángel Antonio 29 November 2011 (has links)
En los últimos años se han unido esfuerzos en la búsqueda y el aprovechamiento de
fuentes de energía alternativa para la realización de diversas actividades tanto en el
ámbito industrial como doméstico. Fuentes de energía alternativa que brinden una
energía de calidad pero con bajos costos de obtención y de operación; esto debido,
básicamente, al escaseo de los combustibles que comúnmente conocíamos y que
veníamos utilizando. En este documento, el tema tocado es referido a la utilización del
gas natural vehicular.
El presente trabajo de tesis, está enfocado al proceso mismo de la conversión de los
vehículos a gas natural, con la finalidad de presentar de manera ordenada los
procedimientos de la misma, así como de los controles que deben realizarse antes de
y luego de realizada la conversión. Este trabajo lo que busca es ser una base para
iniciar, o continuar, ahondando en los efectos que produce sobre los diversos sistemas
del vehículo convertido.
Para la realización de este trabajo fue necesario realizar visitas a talleres de
conversión dentro de la ciudad para consultar con los dueños y/o jefes de tales talleres
la manera cómo llevan a cabo sus conversiones y algunos inconvenientes que se
presentan durante este proceso. De esta manera, se puede obtener una visión de
campo sobre el proceso de conversión; sin embargo, también ha sido necesaria la
investigación de publicaciones de los enterados sobre el tema, así como, obtener
normativa y legislación para entender qué es lo que se permite y qué lo que no en una
conversión, de lo cual, un jefe de taller generalmente no comenta.
Finalmente, se puede decir que, tanto el negocio de las conversiones como el de la
utilización del gas natural en motores fabricados para tal, se les augura un buen futuro,
por los ahorros percibidos por los usuarios, y por la calidad de las emisiones en los
gases de escape; el único tema por resolver, es la manera en cómo se puede llevar a
cabo una distribución masiva del gas para que no solamente usuarios de la ciudad de
Lima puedan beneficiarse de su utilización. Asimismo, se puede decir que, finalmente
la utilización del gas natural estaría destinada a aquellas personas cuyo recorrido
anual sea un poco elevado debido a los costos que existen para la conversión y a que
el ahorro de combustible es más percibido cuando se recorre más con el vehículo.
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Evaluación de los efectos de la variación del octanaje de la gasolina y el gasohol E7.8 sobre el comportamiento de un motor monocilíndrico de encendido por chispaQuispe Medina, Javier Andre 10 October 2016 (has links)
La presente tesis aborda un análisis experimental del rendimiento, y emisiones de gases
de escape de los efectos del octanaje y del contenido de etanol de la gasolina comercial
sobre el comportamiento de un motor mono-cilíndrico de encendido por chispa que
pertenece a un grupo electrógeno CATTINI/RI1500T2 de 1500 W, el cual fue abastecido
con distintos gasolinas y gasoholes de distintos octanajes, se varió la relación de
compresión y fue instalado en el Laboratorio de Energía de la PUCP.
Se utilizaron 3 gasolinas comerciales (gasohol, E7.8) diferenciados por el índice de octano:
gasohol 90 plus, gasohol 95 plus y gasohol 97 plus. Posteriormente, mediante un proceso
de destilación implementado fue separado el contenido de etanol de estos combustibles.
Con ello, se obtuvieron, en total, 6 muestras de combustibles (3 E7.8 y 3 E0).
Adicionalmente, se variaron las dimensiones de la cámara de combustión; obteniéndose 3
relaciones de compresión: RC1 (10.1: 1), RC2 (8.4: 1) y RC3 (11.5: 1). Los ensayos fueron
realizados en 15 condiciones de carga.
Los resultados obtenidos muestran que el consumo de combustible disminuye (mayor
rendimiento efectivo) para mayores relaciones de compresión usando un apropiado nivel
de octanaje. En referencia a los parámetros calculados, se podría afirmar que el
rendimiento efectivo del motor aumenta conforme se incrementa la carga y la relación de
compresión; cuando no se tiene evidencia de una combustión anormal para un apropiado
nivel de octanaje. Además se logró registrar la vibración del funcionamiento del motor y se
identificó un ligero menor nivel de vibración al usar combustibles de 95 octanos.
Por otro lado, los resultados de las emisiones muestran que las cantidades de emisiones
de CO dependen íntimamente del dosado relativo; para un dosado relativo que incrementó
su valor desde 1 a más (mezclas ricas en combustible), sus emisiones de CO aumentaron.
Debido al mayor contenido de oxígeno en los E7.8 se tiene una combustión más completa
y se reducen las emisiones de CO y no dependió significativamente del nivel de octanaje.
En efecto; al haber una combustión más completa, las emisiones de CO2 aumentaron y se
tuvo la reducción de los hidrocarburos no quemados
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Evaluación experimental y modelado termodinámico del proceso de combustión de un motor diesel de aplicación industrialAlvarez Marín, Jorge 30 April 2018 (has links)
El presente trabajo analiza el comportamiento de un motor estacionario de cuatro
tiempos del ciclo Diesel, para lo cual se consideró tres regímenes de giro del motor
(1000, 1500 y 2000 RPM) y para cada régimen de giro se varió tres veces la carga
(40, 80 y 120 N-m). En dichas condiciones de funcionamiento se analizaron los
parámetros de desempeño del motor, las curvas de presión dentro del cilindro en
función de ángulo de giro del cigüeñal, la liberación de calor producida por la quema
del combustible y el intercambio de calor a través de las paredes del cilindro. El
estudio abarca la parte experimental y la parte del modelado termodinámico cerodimensional.
En la parte experimental se realizaron mediciones con el objetivo de recolectar
informaciones sobre la presión al interior del cilindro, el flujo de combustible, las
temperaturas y presiones de los fluidos del motor y la emisión de gases
contaminantes; con excepción de los contaminantes, los datos sirvieron como datos
iniciales para la implementación del modelo cero-dimensional y a su vez de referente
para poder hacer la validación del modelo.
En la parte del modelado, fue necesario el uso de datos correspondientes a la
geometría del motor, datos de operación del motor, datos de tiempos de combustión y
datos del combustible utilizado. Por ser el modelo de tipo cero-dimensional, no fue
posible validar los datos de emisión de contaminantes, pero si los fenómenos físicos
como el calor liberado durante la combustión y el intercambio de calor entre los gases
y la pared del cilindro. La presión se predice mediante la aplicación de la ley de gas
ideal y la primera ley empleada en la liberación de calor, modelada con una función
dupla de Wiebe.
Los resultados experimentales y del modelado de la presente tesis se presentan de
forma gráfica, superponiendo las curvas de liberación de calor y variación de presión al
interior del cilindro en las distintas condiciones de operación del motor, comparando
así el porcentaje de aproximación entre las curvas teóricas y las experimentales.
También se representan, numérica y gráficamente, parámetros de importancia como el
retraso al autoencendido, los tiempos de duración de la combustión, la presión sin
combustión y la temperatura de los gases en el cilindro.
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Cálculo y diseño de un absorsor de vibraciones torsionales tipo péndulo para un motor de combustión interna de 2 cilindros y 4 tiemposMelendres Quispe, Kenny Alberto 25 March 2013 (has links)
En la industria nacional, donde es predominante el uso de máquinas rotativas como
turbinas, motores eléctricos, compresores, motores de combustión interna, etc, el
fenómeno de las vibraciones es descubierto cuando ya estos están en operación. Las
fuerzas y torques de excitación por más pequeñas que sean pueden producir
vibraciones de amplitudes inadmisibles en zona de resonancia. El análisis de las
vibraciones es muy importante más aun en maquinas reciprocantes donde es muy
importante el análisis de vibración torsional, ya que nos hace ver la necesidad de usar
algunas técnicas para controlar estas vibraciones. Técnicas como medios disipadores
de energía o masas auxiliares acopladas al sistema, que sintonizados con la
frecuencia de resonancia y aplicados en las zonas que presentan mayor amplitud de
vibración correspondiente al modo de vibración, nos ayudarán a neutralizar las
vibraciones que se presenten.
El análisis del comportamiento de estos sistemas se hacen por lo general
considerando los parámetros de inercia y rigidez constantes, los cuales son estudios
válidos, sin embargo existen máquinas con mecanismos más complejos que exigen
considerar el comportamiento periódico de sus parámetros, como es el caso del
mecanismo biela manivela muy utilizado en la fabricación de máquinas; en esta tesis
se tomó a consideración tal comportamiento y se diseñó un absorsor pendular
basados en la metodología del diseño, normalizado según la norma alemana VDI, para
obtener el diseño óptimo, además de analizar la efectividad en la reducción de la
amplitud de vibración torsional de un motor de combustión interna de 2 cilindros en
línea y 4 tiempos.
Finalmente el desarrollo de esta tesis es una base para posteriores investigaciones
donde habría que tomar en cuenta aspectos como la variación constante de la
velocidad y la comparación de los resultados obtenidos por simulación numérica y
datos experimentales medidos, que no se consideraron en esta tesis. / Tesis
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Estudio Teórico-Experimental de la Dinámica Rotacional de Turbocompresores de MCIA. Aplicación al Diagnóstico de FallosLópez Hidalgo, Miguel Andrés 26 May 2014 (has links)
En este trabajo, el movimiento de giro del eje de un turbocompresor motor de combustión interna se mide mediante dos técnicas novedosas, la primera con el procesamiento digital de imágenes del eje del rotor durante el funcionamiento normal y anormal y la segunda técnica con sensores infrarrojos que basan su funcionamiento en el principio de albedo.
Cada técnica aporta con información relevante para el conocimiento general de la dinámica rotacional en turbocompresores de MCIA, sin embargo la primera técnica aporta información más visual, como la aparición de aceite en el lado del compresor o la deformación de la punta del eje. La segunda técnica permita tener información con mayor resolución de frecuencia y datos más exactos acerca de las diferentes frecuencias de movimiento del eje.
Estas técnicas son aplicadas para el estudio del comportamiento del turbocompresor en condiciones críticas de funcionamiento, las técnicas permiten la determinación de las condiciones más críticas en las que un turbocompresor de serie puede llegar a trabajar.
Los ensayos experimentales siempre implican costos adicionales por lo tanto se pretende desarrollar un modelo de dinámica rotacional con el que se puedan identificar diferentes modos de vibración del turbocompresor sin la necesidad de un ensayo experimental. Dentro de la dinámica rotacional de turbocompresores un factor muy importante son los apoyos del rotor, es por esto que se ha realizado el cálculo de los coeficientes de amortiguación y rigidez de la película de lubricación con modelos sencillos analíticos, y modelos más complejos 2D y 3D con CFD.
Al final se pretende realizar un ajuste del modelo de dinámica rotacional con los resultados experimentales y se realiza un estudio de sensibilidad de las variables que intervienen en la dinámica del eje. / López Hidalgo, MA. (2014). Estudio Teórico-Experimental de la Dinámica Rotacional de Turbocompresores de MCIA. Aplicación al Diagnóstico de Fallos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/37746 / TESIS
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Contribución al desarrollo y mejora de técnicas para la detección y análisis de partículas metálicas y contaminantes en aceites lubricantes usadosMontoro Moreno, Lino 06 May 2008 (has links)
El diagnóstico de motores y mecanismos lubricados a partir del análisis de lubricante es una herramienta ampliamente empleada en la industria moderna. A partir de los diferentes ensayos de determinación de los parámetros físicos químicos del aceite es posible establecer tanto el grado de deterioro del fluido lubricante como el funcionamiento de la máquina lubricada, principalmente a partir de la determinación de metales de desgaste.En el trabajo desarrollado en la presente tesis doctoral se han estudiado las diferentes alternativas de análisis de metales, con la finalidad de mejorar los procesos existentes, permitiendo una determinación más próxima al contenido exacto de metales presente en la muestra y en consecuencia, posibilitando un diagnóstico precoz de posibles fallos.La determinación de metales mediante espectrometría de emisión de plasma (ICP-OES), que es la técnica generalizada de análisis, no es capaz de detectar el contenido metálico de partículas superiores a 5 micrómetros; los métodos de ataque ácido para diluir las partículas de mayor tamaño no son recomendables dado el elevado tiempo empleado durante el tratamiento y la peligrosidad de los reactivos empleados.La separación de partículas a través de la aplicación conjunta de un campo magnético y el filtrado a través de membranas se presenta como un método eficaz para determinar el contenido de metales en el aceite. A partir del estudio morfológico de las partículas es posible establecer qué tipos de fenómenos de desgaste ocurren así como la gravedad de los mismos.El método combinado de separación ha sido comparado frente a otros como la espectrometría de emisión de plasma, poniendo de manifiesto que es la herramienta más eficaz para la detección de fallos en mecanismos cuando éstos llevan asociados la generación de partículas de tamaños superiores a los 15 micrómetros. En último lugar se debe señalar que el método de separación propuesto es también aplicable a la detección de partículas en combustibles / Montoro Moreno, L. (2005). Contribución al desarrollo y mejora de técnicas para la detección y análisis de partículas metálicas y contaminantes en aceites lubricantes usados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1875 / Palancia
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