Escuela de Ingeniería Mecánica
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Browsing Escuela de Ingeniería Mecánica by browse.metadata.advisor "Chacón Velasco, Jorge Luis"
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Item Adaptación y evaluación del desempeño de un generador electrónico utilizando biogás como combustible(Universidad Industrial de Santander, 2021) Patiño Molina, Franklin Julián; Chacón Velasco, Jorge Luis; Jaramillo Ibarra, Julián Ernesto; Castellanos Olarte, Javier MauricioEl presente trabajo aborda la adaptación de un motor de encendido por chispa utilizando un mezclador tipo Venturi dimensionado según la metodología de Von Miztlaff. Se desarrollaron pruebas experimentales que permitieron generar una línea base para los parámetros de desempeño del motor, consumo y potencia desarrollada. La optimización se realizó utilizando el software de dinámica de fluidos computacional ANSYS FLUENT y la técnica estadística boxBenken. El objetivo fue encontrar una combinación de parámetros geométricos del mezclador (área de garganta venturi, área de entrada de biogás y número de orificios de entrada) que permitiera mejorar la respuesta en cuanto a la relación airecombustible, la caída de presión generada y la calidad. de la mezcla de la corriente de aire y el biogás. El uso de la tecnología de impresión 3D permitió la construcción de modelos CAD de los mezcladores básicos y optimizados para sus pruebas operativas, las cuales fueron desarrolladas utilizando gasolina y biogás como combustible para el motorgenerador. Además, se utilizó un carburador comercial LPGGN para establecer la línea base de comparación del motorgenerador alimentado por un combustible gaseoso. Dichas pruebas se desarrollaron en un banco de pruebas diseñado y construido durante el presente trabajo de investigación utilizando elementos de registro y adquisición de datos de fuente abiertaItem Evaluación del bagazo de Lippia origanoides como combustible para sistemas de combustión de baja potencia(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-06) García Sánchez, Gabriel Fernando; Chacón Velasco, Jorge Luis; Rueda Ordóñez, Yesid Javier; Fuentes Díaz, David Alfredo; Martínez Morales, Jairo René; Amaris Castilla, Carlos Fidel; Patiño Vilas, David; Lapuerta Amigo, Magín; Martínez, Manuel del Jesús; Chávez Guerrero, ArlexLa combustión es el proceso más utilizado para generar energía a partir de la biomasa, pese a que es un proceso muy antiguo todavía hay retos por superar en materia de eficiencia y falta de conocimiento de las propiedades de potenciales combustibles. En el presente trabajo se reporta la caracterización del bagazo de Lippia origanoides, proveniente del proceso de extracción de aceites esenciales, y el desarrollo de un modelo CFD bidimensional para el estudio de su desempeño en la combustión. El trabajo inicia con una completa revisión del estado del arte sobre el modelado de la combustión de biomasa sólida, continúa con la determinación de las propiedades de la biomasa mencionada y finaliza con la descripción, validación y aplicación del modelo CFD de combustión. Se estudiaron tres tipos muestras de la biomasa: tallos, hojas y mezcla de hojas y tallos; a las cuales se les determinaron sus composiciones elemental y próxima, densidad, poder calorífico y curvas termogravimétricas en atmósferas inerte y oxidante. A partir de los análisis termogravimétricos se determinaron indicadores del desempeño de la combustión y se realizó un estudio cinético de la descomposición térmica y oxidación por medio de los modelos de Friedman, Kissinger y reacciones paralelas independientes. El modelo CFD de la combustión fue implementado en OpenFOAM, validado con datos experimentales tomados en dos tipos de quemadores alimentados con tres tipos de biomasa y posteriormente utilizado para estudiar el proceso con bagazo de Lippia origanoides como combustible. Tanto los modelos cinéticos como el de combustión global lograron resultados acordes con las mediciones experimentales, con desviaciones inferiores al 5% y 13% respectivamente, salvo contadas excepciones. Se encontró que las muestras de tallos presentan propiedades y desempeño similares a otras biomasas utilizadas como combustibles sólidos, mientras que la presencia de hojas causa una disminución en la eficiencia del proceso.Item Herramienta computacional para el cálculo de los parámetros de desempeño de un motor Diesel id de cuatro tiempos(Universidad Industrial de Santander, 2013) García Sánchez, Gabriel Fernando; Chacón Velasco, Jorge Luis; Chaves Guerrero, ArlexEn este documento se presenta el desarrolló de un modelo de simulación de la combustión en motores Diesel y su aplicación en el estudio del desempeño del bio-oil hidro tratado como combustible para motores Diesel. Dicho modelo está basado en la primera ley de la termodinámica y permite conocer el desempeño del motor a partir de sus características, condiciones de operación y de las propiedades del combustible utilizado. Para su validación se utilizaron datos experimentales de un motor monocilíndrico Agrale M95 y de un motor Isuzu A4JA1de cuatro cilindros, los cuáles fueron obtenidos de la literatura y de pruebas experimentales tomadas en el banco de ensayo de motores de la Universidad de Antioquia, respectivamente. Para el estudio del bio-oil hidro tratado se comparó, por medio del modelo, el desempeño de un motor Diesel alimentado con combustible Diesel convencional, con el desempeño del mismo al utilizarse bio-oil hidro tratado puro y mezclas de Diesel con 20 y 50% de bio-oil hidro tratado. Inicialmente, en los capítulos 1 al 6, se presenta una introducción y contextualización del trabajo realizado, en los capítulos 7 y 8 se describen en detalle los pasos seguidos en la elaboración del modelo y los resultados obtenidos con este y finalmente, en los capítulos 9 al 11, se presentan las conclusiones, recomendaciones y aportes del trabajo realizado.Item Optimización paramétrica de una turbina eólica de eje vertical de álabes rectos para el Cañón del Chicamocha(Universidad Industrial de Santander, 2024-02-12) Rosero Ariza, Juan Diego; Chacón Velasco, Jorge Luis; García Rodríguez, Luis Fernando; Jaramillo Ibarra, Julián Ernesto; Romero, Carlos AlbertoLa microgeneración de energía a través de turbinas eólicas de eje vertical para bajas velocidades de viento en el departamento de Santander, Colombia, específicamente en el cañón del Chicamocha es viable. Sin embargo, existen diversos factores para el desarrollo de una turbina en la región, como lo son, la tipología de la turbina, solidez, relaciones de aspecto, perfil aerodinámico, longitud de cuerda, entre otros. En primer lugar, se desarrolla un algoritmo en el software MATLAB R2021a, en el cual se ingresan las variables físicas de la región tales como densidad, velocidad de viento y las variables de la turbina como el número de álabes, potencia deseada y ángulo de ataque deseado. El algoritmo tiene una serie de restricciones donde se tiene en cuenta la solidez de la turbina, la longitud de la cuerda y la relación de aspecto altura/diámetro. Una vez finalizado el algoritmo se procede a probar la optimización mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD), con el fin de predecir el desempeño que tendrá la turbina en operación. Para esto, es necesario conocer las condiciones de contorno adecuadas para llevar a cabo la simulación, la discretización de la malla y modelos de turbulencia a utilizar. Con base en lo mencionado anteriormente, se realiza un análisis en ANSYS FLUENT de las optimizaciones generadas por el algoritmo con el cual se obtuvo el coeficiente de sustentación (Cl) y el coeficiente de arrastre (Cd), con los cuales fue posible calcular el coeficiente de potencia de cada turbina, con el cual se eligió la opción que tenga mejor rendimiento en la región de interés.