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Optimización del uso de encofrado para losas y columnas f’c 210 kg/cm2 con aditivo retardante de fragua utilizando el método de madurez del concreto / Optimization for the use of formwork in slabs and columns f'c 210 kg/cm2 including retarding admixture of concrete hardening by using the method of maturity of concrete

Recabarren Jiménez, Diego Sadaam, Tafur Juárez, Juan Manuel 08 July 2019 (has links)
Esta investigación trata sobre la aplicación del método de madurez aplicado al concreto en las estructuras de un edificio multifamiliar de 8 pisos para evaluar la resistencia a compresión del concreto y optimizar el tiempo de encofrado de las estructuras. La práctica usual de monitorear el concreto in situ usando especímenes cilíndricos es considerada inapropiada debido a que los especímenes curados en obra no experimenten el mismo historial de curado que las estructuras a las que se supone deben de representar. Por otro lado, el tiempo de encofrado depende de la resistencia de la estructura, un desencofrado prematuro puede generar el colapso de la estructura, pero un encofrado tardío puede generar mayores gastos en el presupuesto de la obra. El método de madurez contempla 2 ecuaciones para determinar y correlacionar la temperatura del concreto con su resistencia. Los resultados de resistencia a compresión del concreto medidos por el método de madurez no difirieron en más del 10% del valor de resistencia de los especímenes cilíndricos y se optimizó significativamente el uso del encofrado en las estructuras. Se concluye que este método es confiable para evaluar la resistencia a compresión del concreto y permite optimizar el uso de encofrado de las estructuras tanto verticales como horizontales. / This research discusses the application of the concrete maturity method in an 8-story building structures for assessing the compressive strength of concrete and optimize the time of formwork structures. The usual practice of monitoring the concrete in situ using cylindrical specimens is inappropriate because specimens cured at work do not experience the same history of curing that structures which are supposed to represent. On the other hand, formwork time depends on the strength of the structure, a premature form removal can lead to the collapse of the structure, but a late formwork can generate higher expenses in the budget of the work. Concrete maturity method includes 2 equations to determine and correlate the temperature of concrete with strength. The results of resistance to compression of the concrete measured by the method of maturity not differed in more than the 10% of resistance of the cylindrical specimens and the use of the formwork is optimized significantly in the structures. It is concluded that this method is reliable to evaluate the resistance to compression of the concrete and allows you to optimize the use of formwork of the structures both vertical as horizontal. / Tesis
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Ultrapurificación de peróxido de hidrógeno. Ultrapurification of hydrogen peroxide

Abejón Elías, Ricardo 26 April 2013 (has links)
El descubrimiento y empleo de los semiconductores ha influido de forma decisiva en las profundas modificaciones que han vivido las sociedades avanzadas como consecuencia de la revolución tecnológica de la segunda mitad del siglo XX. De este modo se ha configurado la actual sociedad global, donde las tecnologías de la información y la comunicación se han constituido como el elemento característico e imprescindible del desarrollo científico y tecnológico en el que se basan las actuales formas de vida. Las industrias que emplean materiales semiconductores o fabrican productos basados en los mismos demandan reactivos de calidad electrónica caracterizados por su limitado contenido en impurezas. Entre los reactivos de este tipo con mayor demanda se encuentra el peróxido de hidrógeno. Los procesos de ultrapurificación de peróxido de hidrógeno son necesarios para poder alcanzar los niveles de calidad exigidos por el sector, específicamente en lo referido a impurezas metálicas. La revisión del estado del arte con respecto a las tecnologías disponibles para la ultrapurificación de peróxido de hidrógeno presenta diferentes alternativas que incluyen la destilación, la adsorción, el intercambio iónico y las tecnologías de membranas. El empleo de membranas de ósmosis inversa aparece como una opción prometedora desde el punto de vista del uso más sostenible de los recursos naturales (materiales, energía y agua). En la presente Tesis Doctoral se ha estudiado el proceso de ultrapurificación de peróxido de hidrógeno mediante ósmosis inversa a escala de laboratorio. El peróxido de hidrógeno obtenido mediante un proceso de ósmosis inversa con membranas de poliamida cumple con los requisitos impuestos en el contenido de impurezas metálicas para ser considerado como SEMI Grado 1, el grado menos exigente de los contemplados dentro de la calidad electrónica. El estudio experimental del proceso a escala de laboratorio permite ajustar el modelo de Kedem-Katchalsky para el transporte de solvente y solutos a través de membranas y es capaz de explicar de forma satisfactoria la evolución de los valores de flujo de permeado y los coeficientes de rechazo de los elementos metálicos en función de la presión aplicada al sistema, evaluando los parámetros que caracterizan al proceso de separación de impurezas lo que permite simular el comportamiento del mismo. La degradación que las membranas de ósmosis inversa sufren en un ambiente tan agresivo como el peróxido de hidrógeno es un factor a tener en cuenta durante la investigación del proceso de ultrapurificación. Por ello, a la vista de los resultados experimentales que muestran una vida útil extremadamente corta para las membranas en esta aplicación y ante la imposibilidad de encontrar en bibliografía referencias previas para la descripción de la evolución con el tiempo del comportamiento de las membranas bajo degradación oxidativa, se propone un modelo logístico de carácter empírica que complemente el modelo de permeación con la descripción del comportamiento durante la evolución de la degradación de la membrana. Los modelos obtenidos y los parámetros ajustados permiten simular y optimizar instalaciones para procesos de fabricación bajo la configuración de cascadas de membranas integradas en contracorriente para alcanzar las calidades de peróxido de hidrógeno ultrapuro desde el Grado SEMI 1 hasta el Grado SEMI 5. El modelo ha sido completado con un balance económico lo que permite utilizar los beneficios económicos como función objetivo en la optimización. Finalmente se ha planteado la optimización del proceso para distintos objetivos en la ultrapurificación de peróxido de hidrógeno mediante cascadas de membranas de ósmosis inversa. Estos objetivos se han concretado en el número óptimo de etapas que la cascada de membranas debe incorporar para la producción de cada uno de los grados de calidad electrónica y los valores óptimos para las principales variables del proceso en cada caso, de modo que se maximice el beneficio económico del proceso; y en el estudio de la influencia de los precios unitarios de los principales recursos necesarios (materia prima, membranas y energía eléctrica) y de diferentes restricciones de mercado sobre la configuración óptima del proceso. / The discovery and posterior use of semiconductor materials have greatly influenced the deep changes that developed societies have experienced as consequence of the technological revolution of the second half of the XX century. This way, the present global society has been configured, where the information and communication technology can be considered as the characteristic and indispensable cornerstone of the scientific and technological development which current life ways are based on. The semiconductor industrial sector requires electronic quality chemicals which can be characterized by their very limited impurity content. Among this type of chemicals, hydrogen peroxide can be found among the ones with highest demands. Hydrogen peroxide ultrapurification processes are necessary to attain the purity levels required by the sector, specifically for the metallic impurities concentrations. The bibliographical review about the state of the art with respect to available ultrapurificationt echnologies for hydrogen peroxide introduces different alternatives, including distillation, adsorption, ion exchange and membrane technologies. The use of reverse osmosis membranes appears as a promising option from the point of view that considers the most sustainable use of the natural resources (raw materials, energy and water). In this PhD Thesis, the hydrogen peroxide ultrapurification process by reverse osmosis has been investigated at lab-scale level. The hydrogen peroxide obtained by means of a reverse osmosis process with polyamide membranes fulfils with the requirements imposed about metallic impurities content to be considered as SEMI Grade 1 chemical, the least exigent grade of the electronic quality framework. The experimental study of the process at lab scale allows the fit to the Kedem-Katchalsky model for both solvent and solute transport through membranes and it is able to explain in a satisfactory way the evolution of the permeate flux and the rejection coefficients of the metallic elements as a function of the applied pressure by evaluating the parameters that characterize the impurities separation process and lets its performance simulation. The degradation of the reverse osmosis membranes in such a harsh medium as hydrogen peroxide is a factor to have under consideration during the investigation of the ultrapurification process. Hence, as a consequence of the analysis of the experimental results that evidence an extremely short effective lifetime for the membranes in this application and the lack of a previous bibliographic reference for the description of the time evolution of the membrane performance under oxidative degradation, an empirical logistic model was formulated to complement the permeation model with the description of the performance during the evolution of the membrane degradation The model that describes the lab-scale hydrogen peroxide permeation is useful to simulate and optimize industrial-scale installations for manufacturing purposes under the countercurrent integrated membrane cascade configuration to produce electronic quality hydrogen peroxide, from SEMI Grade 1 to SEMI Grade 5. The model has been completed with an economic balance which allows the use of the economic profit as an optimization target function. Lastly, the optimization with different targets as objectives of the hydrogen peroxide ultrapurification process by reverse osmosis membrane cascades has been performed. This objectives have been specified as the optimum number of stages that a membrane cascade should incorporate for the production of each electronic grade and the optimum values for the main process variables have been solved to maximize the economic profit of the process; and the study of the influence of the unitary prices of the principal required resources (raw material, membranes and electric energy) and different market restrictions over the optimal process configuration.
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Quantitative modelling of mouse limb morphogenesis

Böhm, Bernd R. 18 May 2011 (has links)
In this thesis we combine quantitative measurements of mouse limb morphogenesis and computer modelling to test a well established theory about the cellular mechanisms promoting limb elongation. A distally directed gradient of cellular proliferation was believed to be the driving mechanism for limb outgrowth. We find that the empirically measured spatial proliferation pattern fails to promote normal development - a reverse engineering algorithm was applied and revealed a proliferation pattern that could indeed carry out normal development. The differences between those patterns is dramatic and suggests that isotopic cellular proliferation alone has very little impact on limb morphogenesis and other – non isotropic - mechanisms need to be involved. / En esta tesis tratamos de testar una bien establecida teor´ıa sobre los mecanismos celulares que promueven de la elongaci´on de las extremidades. Para eso combinamos mediciones cuantitativas del proceso morfogen ´etico de la extremidad del rat´on con modelos computacionales. Se cre´ıa que la fuerza conductora del crecimiento de las extremidades era un gradiente en sentido distal del incremento de la proliferaci´on celular. Descubrimos que el patr´on de proliferaci´on celular basado en medidas emp´ıricas no consegu´ıa promover un desarrollo normal, mientras que un algoritmo de ingenier´ıa inversa aplicado al proceso revel´o un patr´on que si podr´ıa. La diferencia entre estos dos patrones es inmensa y sugiere que la proliferaci´on celular isotropica por si sola tiene muy poco impacto sobre la morfog´enesis de las extremidades, indicando as´ı la necesidad de que otros procesos no isotr´opicos se hallen involucrados.
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“Localización Óptima de Centrales Termoeléctricas en Sistemas de Potencia”

Vásquez Hormazábal, César Eduardo January 2009 (has links)
No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo / El objetivo principal de esta tesis es generar un estudio de pre factibilidad para la internacionalización de los servicios de SalfaCorp en India, el cual involucra comenzar a desarrollar proyectos de Ingeniería desde India, aprovechando el bajo costo de mano de obra y las ventajas que posee India como país. En segundo lugar, se intenta vislumbrar que con un análisis cualitativo cuales productos se podrían importar desde India en el área de la construcción, aprovechando sus bajos costos en comparación con el costo de los productos en Chile. En el estudio se parte realizando una revisión acerca de lo que es India como país y las ventajas que nos presenta, básicamente en lo relacionado a su estabilidad económica y política. Posteriormente se describirá el marco conceptual del por que internacionalizar para luego entrar a analizar el mercado Indio y la oportunidad de instalar oficinas comerciales en dicho país. Luego se procede a la selección del lugar físico donde se instalar las oficinas comerciales y las ventajas que nos entrega instalarnos en India desde el punto de vista de económico y de aprovechar el boom inmobiliario y de infraestructuras que se vienen en los próximos años en India, para finalmente entregar una propuesta de internalización para SalfaCorp. Como conclusión se encuentra que existe una gran oportunidad de instalar oficinas comerciales en India para SalfaCorp debido principalmente por el grado de crecimiento (boom inmobiliario y de la clase media) y sus condiciones favorables tanto políticas como económicas, por otra parte esto va de la mano con el bajo costo de salarios, infraestructuras (arriendos y servicios), y productos en comparación con nuestro país. Finalmente se entregaran recomendaciones generales para la instalación de las futuras oficinas comerciales en Bangalore, básicamente por su infraestructura y corta distancia de las principales zonas industriales y de productos a importar desde India.
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Optimización del proceso de elaboración de presupuestos para obras privadas en edificaciones mediante el uso de la metodología BIM / Optimization of the elaboration process of budgets for private works in buildings using BIM methodology

Macalupu Yovera, Ivan Leopoldo, Sánchez Aguilar, José Antonio 20 September 2019 (has links)
La presente tesis consiste en elaborar una propuesta de optimización del proceso de elaboración de presupuestos usando la metodología BIM dicha optimización tiene como objetivo reducir el tiempo y costo en la elaboración de presupuesto tal como actualmente se realiza apoyados de herramientas informáticas que nos ayudan hacer más rápido y eficiente el proceso de elaboración de presupuestos. Para el desarrollo de la tesis se estudió a tres empresas constructoras, en específico en las áreas de licitaciones de obras donde se pudo analizar y evaluar los procesos de cada una de ellas en la elaboración de presupuestos durante el proceso de licitación de obras. En el análisis de los procesos se pudo identificar los problemas y dificultades que tienen las empresas para llevar una correcta elaboración de presupuesto. Seguidamente se elabora y describe una propuesta de optimización del proceso tomando como entradas los problemas y dificultades identificadas, dicha propuesta incluye el uso de herramientas BIM y el uso de plataformas de comunicación que ayudan a tener un trabajo más eficiente y confiable en la obtención de resultados. Finalmente, se pudo demostrar a través del juicio de expertos que la propuesta planteada era optima no solo en la reducción de tiempo, sino que es más confiable la ejecución de presupuestos. / This thesis consists in preparing a proposal for optimization of the process of budgeting using the BIM methodology, said optimization aims to reduce the time and cost in the preparation of the budget as it is currently supported by computer tools that help us make faster and efficient the process of budgeting. For the development of the thesis, three construction companies were studied, specifically in the areas of works tenders where it was possible to analyze and evaluate the processes of each of them in the preparation of budgets during the process of bidding of works. In the analysis of the processes, it was possible to identify the problems and difficulties that companies have in order to carry out a correct budget elaboration. Next, a process optimization proposal is elaborated and described taking as input the problems and difficulties identified, this proposal includes the use of BIM tools and the use of communication platforms that help to have a more efficient and reliable work in obtaining results. Finally, it was possible to demonstrate through the expert judgment that the proposed proposal was optimal not only in the reduction of time, but that the execution of budgets is more reliable. / Tesis
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Guía de labores de control usando herramientas digitalizadas para optimizar los tiempos del staff de Producción en partidas de concreto armado de edificaciones multifamiliares en Lima Metropolitana

Aronés Villavicencio, Marisol Gabriela, Mendoza Fajardo, Andrea De Fátima 07 October 2020 (has links)
Dentro de las etapas que se tienen en los proyectos de construcción, se encuentra la etapa de monitoreo y control, el cual se encarga de corroborar que el proyecto esté dentro del tiempo, costo y alcance delimitado. Los sistemas de monitoreo que se tienen actualmente consisten en recolectar la información de campo, documentarla manualmente y, posteriormente, digitalizarla. Los responsables de realizar los reportes de obra, mediante este procedimiento, dedican entre el 28% al 41% de su tiempo diariamente para su elaboración. Este proceso tradicional es lento e ineficaz, debido a que la información está dispersa en diferentes documentos, lo que puede generar la omisión de datos, ocasionando así, que no se tomen acciones correctivas de manera oportuna. Asimismo, el sector de la construcción cuenta con poco uso de recursos tecnológicos y por ello, no se cuentan con procesos automatizados, lo que dificulta el monitoreo de los proyectos de construcción de una manera eficiente. En ese sentido, la presente investigación establece la optimización del procedimiento de control, mediante el uso de una herramienta digital para reducir las horas hombre empleadas en el control de avance. Con la implementación de esta propuesta, se redujo las horas que invierte el personal involucrado en las labores de control en un 37%. / In the stages that are in the construction projects, there is the control and monitoring stage, which is responsible for confirming that the project is within the time, cost and limited scope. Currently, the monitoring system consists of collecting the field information, writing it manually and later, on the computer. Those responsible for making the reports through this process, dedicate between 28% and 41% of their time daily for their elaboration. This traditional process is labored and ineffective because the information is dispersed in different documents, so data can be omitted, causing corrective actions not to be taken in time. Likewise, the construction sector has little use of technological resources and therefore, there are no automated processes which makes it easier to monitor construction projects in an efficient way. Due to this, the present investigation proposes the optimization of the control process through the use of a digital tool to reduce the time spent on advance control. With the implementation of this proposal, the hours spent by staff in control work were reduced by 37%. / Tesis
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Optimización del tiempo de respuesta para la atención de emergencias en caso de accidentes de tránsito en Lima Metropolitana, utilizando simulación de eventos discretos, implementado por un dispositivo vehicular

Shimizu Blanco, Sofía Chinami 14 June 2021 (has links)
El presente trabajo se ha desarrollado en base a una exhaustiva investigación sobre las principales causantes de muertes en el Perú, donde los accidentes de tránsito figuran como uno de las principales causas. En muchos de los estudios que se han realizado, si bien algunos han explorado que los recursos, es decir la cantidad de ambulancias no es suficiente para la cantidad de personas que se atienden, es todavía escasa la investigación que aborda un diseño y metodología de distribución de ambulancias, así como la implementación de un dispositivo vehicular que brinda la información necesaria para una atención optima y de calidad. Se realizó una investigación cuantitativa, donde el propósito de este estudio fue diseñar y proponer un modelo que permita optimizar el tiempo de llegada de la ambulancia al punto de emergencia ante un accidente de tránsito, a través de un dispositivo vehicular y de la localización de los diferentes centros médicos para una mejora en la atención de emergencias. Para ello, se ha utilizado el programa de Arena Simulation Software, el cual ha permitido determinar el beneficio de utilizar el modelo de propuesto. El resultado que se mostró fue que el 58% de la atención de los accidentes de tránsito se atenderían en menos de 15 minutos, asimismo se observa una reducción del 51% en el tiempo de espera promedio para recibir dicha atención. Por otro lado, en cuanto al estudio económico realizado, queda demostrado que con el proyecto a presentar se reduce en 15% el gasto que el gobierno realiza anualmente por estos sucesos. Las simulaciones realizadas muestran que la herramienta es efectiva para predecir y estudiar el cumplimiento del diseño de la distribución de las ambulancias, asimismo el proyecto busca generar un impacto social y económico que beneficie a muchas familias, brindándoles una atención oportuna.
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Metodología para optimizar el manejo de un distrito de riego, aplicable al Alto Valle de Río Negro

Polla, Gabriela M. 21 June 2018 (has links)
El Distrito de Riego de Cipolletti (38º 56' latitud Sur y 68º 00' longitud Oeste), forma parte del Alto Valle del Río Negro, extensa zona de agricultura bajo riego.El proyecto de riego del Alto Valle se inicia en el año 1898 a cargo del Ing. Cipolletti. La conducción troncal del agua para el riego sirve 60000 has, que se extiende desde Barda del Medio hasta Chichinales (120 km). A partir del año 1992 se concreta el traspaso de los sistemas de riego administrados por la Nación a través de Agua y Energía Eléctrica (AyEE) a las provincias, a través del Departamento Provincial de Aguas. En una segunda etapa se produce el traspaso de los distritos de riego a los productores organizados en asociaciones de regantes denominados Consorcios de Riego y Drenaje. Como consecuencia de estos cambios, los problemas heredados de la anterior administración (AyEE) aun persisten: no se ha racionalizado la red de canales de menor orden, no se cuenta con estructuras de aforo que permitan una distribución equitativa del agua riego sumado a las bajas eficiencias de aplicación, entre algunos de los problemas principales (Requena et al., 2011). El objetivo de la presente Tesis fue desarrollar una metodología que permita optimizar el uso del agua a nivel de distrito y facilitar así el manejo a los encargados del mismo. Para diagnosticar el funcionamiento del Distrito se realizaron evaluaciones de distribución en los canales terciarios, a nivel de predio y en parcela. Se implementó un Sistema de Información Geográfica (SIG) donde se ingresó información de propietarios, parcelas, canales, turnados de riego, para que el Distrito centralice toda la información existente. Asimismo se pudieron construir gráficos de consumo de agua para distintos canales, hectáreas de cada uno de los cultivos existentes, consumo en m3 por canal de riego, etc. Posteriormente se aplicó un modelo de simulación en flujo no saturado (HYDRUS-1) que permitió comprender la interrelación de la variables y la interacción de los distintos procesos en la zona de raíces. Además de analizar distintas propuestas de manejo para las problemáticas identificadas en el Distrito, como presencia de capa freática poco profunda, salinidad y/o aplicación de dosis de riego en exceso. Finalmente se utilizó un programa de optimización matemática que permitió analizar la combinación de cultivos que producen el máximo margen bruto incluyendo en el análisis limitaciones físicas tales como salinidad, profundidad de la capa freática y ocurrencia de heladas. Se identificaron eficiencias de aplicación muy bajas, entre 20 y 30 %. Dentro de las propuestas de manejo analizadas se simularon distintos escenarios donde se aplicaba riego controlado sin estrés en distintos períodos del cultivo, eligiendo la alternativa que resultaba más eficiente. En relación a zonas con capa freática poco profunda el modelo permitió analizar la construcción de un dren parcelario con una reprogramación posterior del momento y las láminas de riego aplicadas. Los resultados más significativos del modelo de optimización determinaron a la salinidad como una de las limitaciones físicas que más influía sobre los márgenes brutos. / The Irrigation District of Cipolletti (38º 56 'South latitude and 68º 00' West longitude), is part of the Alto Valle del Río Negro, an extensive area of agriculture under irrigation. The project of irrigation of the Alto Valle begins in the year 1898, in charge of Ing. Cipolletti, The trunk of water for irrigation can be use for 60000 has, which extends from Barda del Medio to Chichinales (120 km). Since 1992, the irrigation systems administered by the Nation through Water and Electric Power (AyEE) are transferred to the provinces, through the Provincial Water Department. In a second stage, the irrigation districts are transferred to the producers who were organized in associations of irrigators called Consortiums of Irrigation and Drainage.As a consequence of these changes, the problems inherited from the previous administration (AyEE) still persist: the network of lesser order channels has not been rationalized, there are no gauging structures that allow an even distribution of irrigation water added to the low efficiency of implementation, are some of the main problems (Requena et al., 2011). The objective of the present thesis was to develop a methodology that allows to optimize the use of water at the district level and thus facilitate the management of water managers. In order to diagnose the operation of the District, distribution evaluations were carried out in the tertiary channels, at the farm level. A Geographic Information System (GIS) was implemented, where information from owners, plots, channels, irrigation turns were incorporated so the District could condense all existing information. Also graphs of water consumption could be constructed for different channels, hectares of each of the existing crops, consumption in m3 per irrigation channel, etc. Subsequently, an unsaturated flow simulation model (HYDRUS-1) was applied to understand the interrelationship of the variables and the interaction of the different processes in the root zone. In addition to analyzing different management proposals for the problems identified in the District as presence of shallow water table, salinity and / or application of excessive irrigation doses. Finally, a mathematical optimization program was used to analyze the combination of crops that produce the maximum gross margin including in the analysis physical limitations such as salinity, water table depth and frost occurrence. They were identified very low application efficiencies between 20 and 30%. Within the management proposals analyzed, different scenarios were simulated where the irrigation deficit was applied in different periods of the crop, choosing the one that was more efficient. In relation to areas with shallow water table, the model allowed to analyze the construction of a parcel drainage with a later reprogramming of the moment and the irrigation slides applied. The most significant results of the optimization model determined that salinity as one of the physical limitations that most influenced gross margins.
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Optimización del diámetro, diseño preliminar y simulación fluido-dinámica de la tubería forzada de la minicentral hidroeléctrica Hydrika 4

Vásquez Ortega, Diego Rodrigo, Rayme Chalco, Fidel Marcelo 03 August 2018 (has links)
Actualmente, la investigación en el sector energético se encuentra en continuo desarrollo. Asimismo, el número de ingenieros diseñadores de centrales hidroeléctricas aplicables a las condiciones del Perú está en aumento, lo cual se evidencia en la ampliación de nuevos proyectos hidroeléctricos. Sin embargo, solo se ha explotado un 5% del potencial hidroenergético en el país. Por ello, para contribuir con la investigación, la presente tesis propone 3 aspectos a considerar en el plan de diseño de tuberías forzadas en centrales hidroeléctricas de agua fluyente para una etapa de prefactibilidad: un análisis económico de los costos para la optimización del diámetro, un conjunto de simulaciones fluido-dinámicas mediante el uso del software ANSYS, y un predimensionamiento de las estructuras que componen la tubería forzada. El análisis económico de la tubería forzada se centra en definir el diámetro óptimo de diseño mediante dos métodos: el método tradicional (Mosonyi, 1965) y el nuevo método detallado que propone la presente tesis. El primero consiste en una comparación de costos anuales entre las partidas de mantenimiento y costo de energía no vendida. El segundo método consiste en la comparación de costos de inversión de diferentes variables entre los cuales se pueden encontrar los costos de equipamiento hidromecánico, concreto, transporte, excavación, montaje, bajo dimensionamiento y mantenimiento. Estos factores mantienen una relación directa con el diámetro que se le asigne a la conducción a presión por lo que se pueden estimar costos en función a dicho diámetro para establecer el diámetro óptimo. Con respecto a las simulaciones fluido-dinámicas, el software ANSYS permite estudiar los efectos que se presentan frente a disminución del diámetro que solo se había analizado mediante la teoría básica de la mecánica de fluidos. Mencionado estudio brinda una justificación más sólida al análisis económico ya que presente el mismo nivel de precisión que los modelos realizados a escala. En síntesis se podrá corroborar y dar mayor alcance a los criterios empleados en el análisis económico. Después de establecer el diámetro óptimo, se elaboran los diseños de las diferentes estructuras que componen la tubería forzada. Entre ellas se encuentran los machones verticales, bloques de apoyo, juntas de expansión, abrazaderas, anclajes y espesor de la tubería. Se exponen los criterios que se deben tener en cuenta para dimensionar cada una de las partes de la conducción a presión. El diseño es realizado a un nivel de pre-factibilidad, es decir, se omiten los cálculos correspondientes a la ingeniería de detalle, pero se establecen cálculos y consideraciones necesarios para establecer una geometría adecuada.
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Metodología de optimización numérica multi-objetivo y de simulación numérica de la interacción fluido-estructura del desempeño de un agitador con impulsor PBT variando ángulo, altura y velocidad de rotación utilizando ANSYS CFX, MECHANICAL y DESIGN EXPLORER

Arrieta Valderrama, Gustavo Andrés 16 September 2013 (has links)
Los tanques agitadores son ampliamente utilizados en diferentes industrias, en donde la eficiencia de las operaciones de mezclado tiene un impacto tanto en los costos como en la calidad del proceso, si a esto se le añade que para poder mantener la competitividad en el mercado, el tiempo de desarrollo del producto debe ser el menor posible y a un bajo costo, por ese motivo es necesario optar por nuevas formas para realizar nuevos diseños. En muchas empresas fabricantes de gran envergadura, el uso software de optimización se está convirtiendo en una herramienta ideal para conseguir estos objetivos. En este trabajo se utilizó las herramientas computacionales ANSYS CFX, MECHANICAL y DESIGN EXPLORATION para realizar una metodología que permita realizar la simulación numérica tanto a nivel de fluidos y estructural como para realizar la optimización de un modelo de tanque agitador. Para la elaboración de este procedimiento se optó por variar en un rango determinado ciertos parámetros geométricos y de funcionamiento. En el estudio fluido dinámico se trabajó tres fluidos: agua, metanol y aire, en donde los dos primeros se modelaron como “multicomponentes” es decir como fluidos miscibles, mientras que la interacción con el aire se modelo como “superficie libre”. Para esto, se utilizó el modelo de turbulencia SST (Shear Stress Transport), el cual demostró en un estudio anterior ser el que más se ajusta al ser contrastado con resultados experimentales, además se empleó los modelos de “marco de referencia móvil (MRF)” y de “Frozen Rotor” para tratar la interacción entre las partes móviles (rotor) y partes estáticas (tanque y deflectores). Para el análisis estructural se utilizó la metodología de interacción fluido-estructura (FSI) del tipo “unidireccional (one-way)” para determinar los esfuerzos y deformaciones en cada diseño. Finalmente, se utilizó el método de la superficie de respuesta (RSM) como base para la optimización, donde se utilizó un algoritmo estocástico (MOGA) como buscador de soluciones óptimas en el modelo del tanque agitador parametrizado, el cual consta de tres variables de entrada (ángulo de alabe, altura de impulsor y velocidad de rotación) y dos funciones objetivos: maximizar grado de mezcla y minimizar la potencia consumida. El presente estudio demuestra que la velocidad y el ángulo son los parámetros más incidentes en las funciones objetivas mencionadas anteriormente y que al variar estos parámetros se pueden obtener mejoras significativas en los resultados. En este estudio en particular se encontró que el ángulo de 60 grados y una altura de 300mm con respecto al tanque, mejora en un 8% y 36% el consumo de potencia y grado de mezcla respectivamente, para las configuraciones del tanque dadas.

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