Actualmente la minería es una de las actividades productivas que genera mayor movimiento económico en el país, de tal forma que la maquinaria inmersa en este rubro es fundamental. El sistema hidráulico dentro de los diferentes tipos de maquinaria pesada, es el principal encargado del movimiento de grandes cargas, siendo la bomba una de las partes más importantes y de la cual depende el desempeño general de la máquina. Las bombas de pistones axiales son comúnmente utilizadas en los sistemas hidráulicos de dirección y de movimiento de implementos (cilindros hidráulicos), además suelen tener integrado un sistema de control de sensado de carga. Después de todo servicio de mantenimiento a estas bombas, se requiere una prueba de verificación para garantizar su correcto funcionamiento y no exista ningún problema cuando se encuentre trabajando en campo, ya que podría afectar económicamente a la entidad a cargo de la máquina y/o físicamente al personal. El objetivo principal de esta tesis es realizar el diseño de un banco de pruebas para bombas de pistones axiales con sensor de carga de hasta 140 cc/rev, de tal forma que sea factible económicamente para el medio local. En primer lugar, se procedió a investigar el estado del arte del banco, el principio de funcionamiento básico de este tipo de bombas y los parámetros fundamentales de medición. Luego, se aplica la metodología del diseño, para poder obtener un proyecto definitivo. En base a este proyecto, se procede a realizar la selección de componentes hidráulicos y de potencia, para luego proceder con el diseño estructural y finalmente, un estimado de costos. El banco de pruebas diseñado requiere 252 kW de potencia en su pico de presión, esta será suministrada por un motor de combustión interna, el cual acciona un sistema de transmisión hidrostática encargado de manejar el sentido del torque y transmitir potencia a la bomba de prueba. Además, se tiene un bloque de válvulas que tiene comunicación con todos los equipos hidráulicos, incluyendo un panel de instrumentación por el lado lateral del banco, el cual posee los equipos necesarios para poder obtener todos los parámetros de prueba. / Tesis

La presente tesis se enfoca en una empresa comercializadora de bombas industriales que ha iniciado acciones para afrontar el panorama actual de nuestro país, en un crecimiento en los sectores de minería, saneamiento y en plantas de tratamiento a nivel nacional, y tener una respuesta inmediata en sus operaciones y hacer frente a los competidores nacionales y extranjeros. El objetivo general de este trabajo es obtener una mejora en la distribución racional en la planta de la empresa en estudio, que brinde un soporte efectivo para el normal flujo de las operaciones desarrolladas, minimizando costos y actividades de acarreo y/o manipulación, asimismo proponer medidas de seguridad y lograr espacios adecuados para el personal de la empresa que permita alcanzar los máximos niveles de productividad, eficacia y eficiencia acordes a los objetivos y estrategias de gestión de las operaciones vigentes. Este trabajo se desarrolla en tres partes, un análisis de las áreas administrativas y/o oficinas, dado que mayoritariamente su negocio es comercializar, un análisis de sus almacenes abiertos y cerrados y un análisis de los talleres de la compañía, donde se realizan actividades como el mantenimiento de los equipos de sus clientes, las modificaciones que se realizan en las bombas nuevas, entre otros. El marco teórico incluye las etapas y procesos que intervienen en el diseño propio de una Distribución de Planta y la formulación de la metodología para aplicarlas en las tres áreas principales de la empresa, oficinas administrativas, talleres y almacenes. Se describen los diagramas de procesos y servicios que brinda la empresa, para determinar la relación que tienen entre ellas y poder organizarlas funcionalmente, además se determinan los requerimientos de espacios en sus talleres modificando si es necesario las prácticas actuales de la empresa. Finalmente, se presenta la evaluación de resultados, utilizando los principales indicadores de gestión para éste tipo de procesos. Se procede a realizar las comparaciones de ventajas y desventajas entre las alternativas propuestas y contra el escenario inicial, de manera que quede demostrada la contribución de valor en la cadena de suministro total al adoptar la mejor propuesta. / Tesis

Tese de mestrado. Manutenção Industrial. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2004

Dissertation submitted for the degree of Doctor of Philosophy of the University of Bath

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:15:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295809.pdf: 3426495 bytes, checksum: c98ec70c2c1255539d1f9f51bc24c449 (MD5) / A presente dissertação considera uma análise numérica comparativa dos desempenhos termodinâmicos de compressores alternativo e de pistão rolante operando com fluido R134a para aplicação em bombas de calor com 1,4kW de capacidade de aquecimento e temperaturas de evaporação e condensação iguais a 10°C e 55°C. O objetivo central do estudo é identificar as principais vantagens e desvantagens de cada compressor, a partir de estimativas de suas eficiências volumétrica e isentrópica. O estudo também contempla uma análise do desempenho desses compressores para fins de miniaturização nessa capacidade de aquecimento, alcançada através do aumento da rotação. Os modelos matemáticos empregados na simulação dos processos de compressão são baseados em formulações integrais da conservação da massa e da conservação da energia, permitindo descrever a evolução da densidade e da temperatura do gás ao longo do ciclo de compressão. O acoplamento a uma biblioteca externa permitiu a obtenção de dados para as demais propriedades termodinâmicas do fluido, tais como a pressão. A dinâmica das válvulas foi modelada através de um sistema massa-mola amortecido com um grau de liberdade, sendo que no compressor alternativo o escoamento nos filtros acústicos de sucção e descarga foi resolvido através do método de volumes finitos para uma formulação unidimensional transiente. Vazamentos e superaquecimento do fluido refrigerante foram também levados em consideração. A fim de tornar coerente a análise comparativa, cada um dos compressores foi otimizado para as condições de operação estabelecidas. Para tanto, incluiu-se uma etapa de otimização geométrica dos compressores cuja função objetivo foi a maximização da eficiência isentrópica. Nas análises comparativas, constatou-se que o compressor de pistão rolante apresentou um desempenho superior ao do compressor alternativo, sendo também mais adequado para projetos que busquem a miniaturização. As principais limitações encontradas nos compressores alternativos estão relacionadas ao volume morto e aos processos de admissão e descarga. Por outro lado, o superaquecimento e o refluxo na sucção são os fenômenos que mais comprometem o desempenho do compressor de pistão rolante. / The present dissertation considers a comparative analysis between the thermodynamic performances of reciprocating and rolling piston compressors for application in heat pumps with 1,4kW of heating capacity. Both compressors adopt R134a as the refrigerant fluid and evaporating and condensing temperatures equal to 10°C and 55°C, respectively. The aim of this study is to identify the advantages and disadvantages of each compressor based on estimates of the main effects that influence their volumetric and isentropic efficiencies. The effect of increasing the speed of each compressor for the purpose of miniaturization at this heating capacity is also investigated with emphasis on their thermodynamic performances. The mathematical models used to simulate the compression processes of both compressors are based on integral formulations of the conservation equations of mass and energy, allowing the prediction of density and temperature of the gas throughout the compression cycle. The coupling to an external library allowed estimates of other thermodynamic properties, such as the pressure in the compression chamber. The valve dynamics was solved by using a single-degree-of-freedom mass-spring-damper model. Pressure pulsation in the suction and discharge systems of the reciprocating compressor was estimated via a one-dimensional formulation for the compressible flow, which was numerically solved with the finite volume method. Leakage and superheating of refrigerant were also taken into account in the modeling of both compressors. In order to guarantee a meaningful analysis, each compressor was previously optimized for the operating conditions established for the comparison. The study shows that the rolling piston compressor performs better than the reciprocating compressor in the specified operating conditions and it is better suited for miniaturization purpose. The major limitations encountered in the reciprocating compressors are related to the inefficiencies caused by both the clearance volume and the suction and discharge processes. On the other hand, gas superheating and backflow in the suction orifice are the phenomena that most compromise the performance of the rolling piston compressor.

Ingeniero Civil Mecánico / El presente trabajo de título tiene como objetivo realizar una caracterización del estado de degradación de una bomba centrifuga en base a datos de emisiones acústicas (EA) medidas durante el período de operación hasta la falla. Las EA se pueden considerar como un indicador indirecto del daño, ya que permiten tener una noción de la evolución de este aún cuando no es directamente observable/medible. La distancia de Mahalanobis (DM), calculada a partir de las señales de EA obtenidas, permite obtener la medida de desviación de nuevas observaciones respecto a un conjunto de observaciones que den cuenta de un estado inicial. Con esto, es posible generar un índice de degradación a lo largo de la vida de operación del componente, tomando como el subconjunto de comparación a las mediciones que representan el estado saludable (sin degradación) del equipo bajo estudio. El diagnóstico de la bomba se realiza por medio de un filtro de partículas (FP), utilizado como método de inferencia dentro de una red Bayesiana dinámica (RBD). Esta permite representar la dependencia temporal y funcional entre todas las variables involucradas en el proceso de degradación considerado. Es necesario especificar cada dependencia dentro de la RBD. En particular se debe determinar el modelo de estado, que da cuenta de la evolución del daño en el tiempo, y el modelo de medición, que establece la relación entre las mediciones de EA con la degradación. En este caso, no existen modelos físicos que relacione las variables antes mencionadas, por lo tanto, ambos modelos se generan en base a datos. El modelo de estado es obtenido de una regresión polinomial entre los valores de la DM en base a la eficiencia de la bomba y el tiempo respectivo de cada medición. Para la generación del modelo de medición, se emplea la técnica de Support Vector Regression (SVR), la cual permite establecer una correlación no lineal entre las EA con el estado de daño. El FP emplea 1000 partículas para realizar la estimación del daño en cada instante de tiempo, este logra generar una estimación del daño de la bomba muy cercana a los valores de degradación real en el tiempo. Entre otras métricas de error, se obtuvo un coeficiente de determinación de R^2=0.9975. En base a los resultados, se puede concluir que el FP utilizado, en conjunto con los modelos generados, conducen un buen diagnóstico del estado de degradación de la bomba. Permitiendo tener una idea de la evolución del daño sufrido por la máquina a lo largo de su vida útil.

Submitted by Carla Silva (cgraciella@hotmail.com) on 2017-07-25T21:31:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Carla Graciella - Final.pdf: 1027498 bytes, checksum: 099453caf05543b0475c5265e0865c02 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-07-26T13:35:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Carla Graciella - Final.pdf: 1027498 bytes, checksum: 099453caf05543b0475c5265e0865c02 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T13:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Carla Graciella - Final.pdf: 1027498 bytes, checksum: 099453caf05543b0475c5265e0865c02 (MD5) / CAPES (PROCAD) / Diante da atual competitividade no setor industrial e da importância da manutenção como uma das atividades fundamentais do setor produtivo, surge a necessidade de uma abordagem estratégica e proativa no tratamento dessa atividade. As ações de manutenção são executadas sobre diversos equipamentos e sistemas industriais, dentre os quais estão as bombas centrífugas. As bombas centrífugas são, de longe, os equipamentos que mais estão presentes na manutenção e operação do segmento industrial. O objetivo dessa dissertação é proporcionar uma forma de análise que vise a melhoria dos indicadores relacionados à manutenção de bombas centrífugas. A melhoria desses indicadores pode ser obtida quando minimizada a quantidade de retrabalho em serviços executados nas bombas centrífugas. O equipamento industrial destacado são as bombas centrífugas instaladas em unidades industriais do ramo petroquímico. Para minimizar o retrabalho e reduzir as falhas humanas, é necessário a aplicação de uma ferramenta que auxilie na tomada de decisão. Definindo-se, de forma assertiva, o como e quando intervir no equipamento. Outro objetivo que pode ser destacado na aplicação da ferramenta aqui proposta é a redução da ocorrência de falhas humanas durante a execução das atividades de manutenção, reforçando a importância dessas ações em um ciclo de melhoramento continuo. Essa ferramenta pode ser desenvolvida, a partir do diagnóstico do problema, estabelecendose de forma adequada os critérios de solução, de acordo com as necessidades apresentadas e objetivos corporativos. Esse trabalho apresenta uma proposição para a construção dessa ferramenta. Portanto, a redução de falhas humanas e a necessidade de aumentar a eficiência e eficácia da gestão da manutenção de bombas centrifugas, visando reduzir custos e otimizar recursos, constituem-se em razões para o desenvolvimento deste trabalho. / Given the current competition in the industrial sector and the importance of maintenance as one of the main activities of the productive sector it is created the need for a strategic and proactive approach in the treatment of this activity. The maintenance actions are performed on various equipment and industrial systems, among which there are the centrifugal pumps. Centrifugal pumps are by far the equipment that is most present in the maintenance and operation of the industrial sector. The objective of the project is to provide a form of analysis aimed at improving the indicators related to the maintenance of centrifugal pumps. The improvement of the indicators can be obtained when minimizing a quantity of rework in services executed in the centrifugal pumps. The outstanding industrial equipment are like centrifugal pumps installed in industrial units of the petrochemical industry. To minimize rework and reduce as human failures, it is necessary to apply a tool that assists in decision making. Define, assertively, how and when to intervene in the equipment. Another objective that can be highlighted in the application of the tool proposed here is a reduction of the occurrence of human failures during a maintenance activities execution, reinforcing an act of actions in a cycle of continuous improvement. This tool can be developed, from the diagnosis of the problem, establishing adequately the solution criteria, according to the needs presented and corporate objectives. This paper presents a proposition for the construction of this tool. Therefore, the reduction of human failures and the need to increase the efficiency and effectiveness of the management of centrifugal pump maintenance, aiming to reduce costs and optimize resources, are the reasons for the development of this paperwork.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Calcula y selecciona los equipos de bombeo e implementa un programa de mantenimiento basado en la confiabilidad mecánica a la Estación de Bombeo 920 de la Compañía Minera San Ignacio de Morococha Unidad San Vicente. Los cálculos y selección son efectuados sobre la base de los conceptos de los cursos de Ingeniería Mecánica de Fluidos. También se utiliza la metodología del análisis causa raíz y para lograr este objetivo, se realiza un diagnóstico de la situación de los equipos que conforman dicho sistema, recopilando información referente a sus características y funcionamiento. Luego se realiza un análisis de criticidad que permite determinar los componentes críticos, se realiza un estudio de confiabilidad para determinar la confiabilidad actual de los equipos, se analizan dichas causas raíces, y en base a éstas se proponen actividades que van a permitir reducir la ocurrencia de las fallas de los equipos críticos, también se analizan los resultados obtenidos, y en base a estos se obtienen una serie de conclusiones, entre las más resaltantes se pueden mencionar que los equipos pertenecientes a dicho sistema carecen de controles estadísticos que permitan realizar estudios previos para establecer prioridades de mantenimiento; según los estudios realizados a los equipos de sistema se identificaron como críticos a las siguientes unidades de bombeo: UB01, UB02, UB03, que son bombas de la marca KSB modelo RPH 250-710. El mayor porcentaje de las fallas en el sistema de bombeo son debidas a la fatiga (golpe de ariete), falla de rodamientos (desalineamiento del sistema bomba-motor). Cabe mencionar también que se tienen problemas con los arrancadores de las unidades de bombeo siendo principalmente estos por la tensión del sistema. / Trabajo de suficiencia profesional

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2015-12-29T03:06:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336505.pdf: 9341321 bytes, checksum: 919be3c552673c32aa365afc5df380c2 (MD5) Previous issue date: 2015 / A utilização de ciclos com separadores de fases, também conhecidos em inglês como flash gas by-pass cycles, possui um potencial para aplicações domésticas, não somente em refrigeradores mas também em condicionadores de ar e bombas de calor. As vantagens da remoção do flash gas em sistemas de grande porte são conhecidas. No entanto o uso desse conceito em refrigeradores domésticos exige um conhecimento mais profundo do fenômeno de separação de fases. Para tanto montou-se um aparato experimental específico, através do qual foram estudados dois separadores do tipo T com diâmetros internos de 6,35 mm e 12,7 mm. Os testes foram realizados com isobutano (R600a) em condições típicas de refrigeração doméstica, cujas vazões mássicas entre 0,5 a 3,0 kg/h e título entre 10 a 25% na entrada dos separadores. O separador de 6,35 mm separou as fases com relativa eficiência até 1,5 kg/h. Em vazões maiores observou-se um excessivo arraste de líquido pelo ramal de vapor. O separador de 12,7 mm apresentou alta eficiência de separação mesmo quando submetido a condições extremas de operação. O modelo matemático mostrou-se eficaz para o projeto de separadores gravitacionais para refrigeração de pequena capacidade (doméstica). O controle do nível de líquido no separador é fundamental para garantir a eficiência de separação de fases pois sem ele o vapor tende a escoar pelo ramal de líquido.<br> / Abstract : Flash gas bypass cycles shows a great potential for domestic applications, not only to refrigerators but also to air conditioners and heat pumps. The advantages of the removal of the flash gas in systems with R744 and R134a are known and proved promising. However to implement this new concept of cycle is necessary to fill the gaps in knowledge about the phenomenon of phase separation and design the phase separator. This study aims to understand the phenomenon of phase separation at T geometries of small diameter and develop a methodology for design gravitational separators aiming applications in domestic refrigeration. An experimental apparatus was constructed to allow studying separators using isobutane fluid, R600a. The impact separator configuration was examined. Two separators on the shape of T letter with internal diameters of 6.35 mm and 12.7 mm were studied and analyzed under typical conditions of domestic refrigeration. It was studied the mass flow rate range from 0.5 to 3.0 kg/h and quality from 10 to 25%. The first prototype managed to separate the phases with relative efficiency up to 1.5 kg/h, higher flow rates caused excessive drag of liquid to vapor branch. The separator with an internal diameter of 12.7mm showed high separation efficiency even when subjected to non-ideal conditions, liquid level above separator inlet. The mathematical model developed for the design of separators proved to be a good guide for the design of gravity separators for domestic refrigeration. The liquid level control is a major challenge to maintain the efficiency of phase separation; it was shown that in the absence of the liquid level, the vapor goes to the fluid branch, which is not desired.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310364.pdf: 5777755 bytes, checksum: 4bb433ebfb378805777b990da22bf97c (MD5) / Em sistemas de refrigeração convencionais, o superaquecimento do fluido refrigerante no interior do compressor é um dos responsáveis pelas perdas globais de energia, aumentando o trabalho de compressão específico e reduzindo a capacidade de refrigeração. Em aplicações de aquecimento por bombas de calor, o superaquecimento também aumenta o trabalho de compressão, mas com um aumento da capacidade de aquecimento específica do sistema, pois a temperatura de entrada do condensador depende da temperatura final de compressão. O presente trabalho apresenta uma nova metodologia de análise dos efeitos do superaquecimento em compressores submetidos a aplicações de bomba de calor, empregando um modelo de simulação térmica do compressor. A partir dos resultados, mostra-se a importância em se avaliar corretamente o COP de aquecimento na escolha de um compressor adequado para esta aplicação. Diferentes configurações de compressores são experimentalmente avaliadas de forma a validar o modelo numérico. As análises experimentais de possíveis soluções mostraram que ganhos de eficiência de aquecimento entre 1,4% e 7,5% podem ser obtidos com o gerenciamento térmico adequado do compressor. O presente trabalho também permitiu o entendimento do comportamento das fontes e sumidouros de calor e sua relação com o ganho de eficiência de aquecimento. Os resultados indicam também que o superaquecimento do gás na sucção devido ao calor gerado no motor elétrico e nos mancais atua no sentido de aumentar a eficiência do compressor aplicado em bombas de calor. / In conventional cooling systems, the refrigerant superheating inside the compressor is largely responsible for overall energy losses, increasing the compression specific work and decreasing the cooling capacity. In heat pump applications, superheating increases both the compression loss and the specific heating capacity of the system, since the condenser inlet temperature is directed related to the final temperature of the compression process. In this work, a new methodology is proposed to analyze the effects of superheating on compressors applied to heat pump applications, by using a model to predict its thermal profile. It is shown the importance of correctly evaluating the COP for heating when selecting a suitable compressor for this application. Different configurations were experimentally tested for the compressor in order to validate the simulation model. An experimental analysis of different solution alternatives has shown that an efficiency increase between 1.4% and 7.5% can be obtained with a well-chosen thermal management alternative. The present study also allowed the understanding of sources and sinks of heat inside the compressor and their relation regarding the increase of heating efficiency. The results indicate that suction superheating due to heat released by both the bearings and the electrical motor act to increase the compressor efficiency in heat pump applications.