1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Evaluación del efecto de las condiciones de operación en la reducción fotocatalítica de dióxido de carbono en fase gaseosa utilizando perovskitas de bismuto en un microreactor(2023) Rivera Flores, Luis Diego; Serrano Mora, Adrián AlbertoItem Diseño de un prototipo de mezclador estático de alto esfuerzo cortante para la fibrilación de la pulpa de celulosa obtenida a partir de raquis de palma africana como fuente de biomasa(2021) Muñoz Hernández, Yader Ernesto; Chaves Di Luca, FedericoItem Análisis térmico de un receptor de radiación solar para un Sistema de Energía Solar Concentrada (CSP), aplicando dinámica de fluidos computacional(2020) Sánchez Sanabria, José Andrés; Bustamante Román, Mauricio JoséEste estudio comprende el diseño y análisis de un receptor de radiación solar concentrada para su integración en un sistema de digestión anaeróbica termofílica. Estudios previos demuestran un aumento de la eficiencia de biodigestores con el acople de colectores solares, formando sistemas híbridos de recursos de energía renovable. El objetivo de este estudio fue integrar, por medio de un ciclo termodinámico de Rankine, los receptores solares al biodigestor. La primera etapa de la investigación fue el diseño de los principales componentes de un receptor de radiación solar concentrada focal, a partir de un absorbedor disponible. Los elementos que se diseñaron fueron el sistema aislante, cámara de protección, vidrio térmico y concentrador parabólico secundario, considerando simplicidad en la geometría y materiales apropiados. La segunda etapa fue la evaluación dinámica y térmica del fluido en estado estable del receptor diseñado, por medio del uso de la herramienta de dinámica de fluidos computacional ANSYS Fluent. Se realizó la optimización del dominio discretizado, considerando como variable de análisis la temperatura de salida del fluido de trabajo. El análisis de sensibilidad indica que es posible utilizar mallados con menor cantidad de elementos, obteniendo resultados con variación menores del 2%. Se evaluaron cuatro casos distintos: I) 0,12 g/s de aire seco y flujo de calor de 30 000 W/m2, II) 0,60 g/s de aire seco y flujo de calor de 70 000 W/m2, III) 5 g/s de aceite sintético Dowtherm A y flujo de calor de 200 000 W/m2 y IV) 10 g/s de aceite sintético Dowtherm A y flujo de calor de 300 000 W/m2, todos con un coeficiente de transferencia de calor por convección natural constante de 10 W/m2 K. Con estas condiciones de frontera se evaluaron modelos de turbulencia, cumpliendo con cuatro parámetros de convergencia, y las limitaciones de materiales desde el punto...Item Análisis de un gasificador de flujo concurrente para el aprovechamiento energético de residuos biomásicos aplicando dinámica de fluidos computacional(2017) Salazar Esquivel, Randal; Casanova Treto, PedroSe realizó una modelación numérica que simula el comportamiento térmico, fluido-dinámico y de generación de especies químicas característico del proceso de gasificación de biomasa en un reactor de lecho concurrente utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD). Un modelo tridimensional fue establecido para representar el interior del reactor de gasificación, ANSYS Workbench © 18.0 fue utilizado para generar el mallado del reactor y establecer los distintos modelos físico-químicos que representaran adecuadamente el proceso de gasificación. Se asumió el proceso de simulación como un estado estacionario. Los modelos de energía, turbulencia, transporte de especies y multifásicos fueron establecidos para representar adecuadamente las ecuaciones que rigen la transferencia de masa, momento y energía en el proceso de degradación termo-química de biomasa, resueltos a partir del método de volúmenes finitos implementado por Fluent®. Las variaciones en el caudal de aire ingresado al reactor, así como la posición en la que se ingresa el mismo, fueron establecidas a fin de determinar el punto de operación óptimo del reactor. Los resultados del modelo numérico desarrollado permitieron identificar una mayor interacción entre la fase de compuestos volátiles y la fase sólida de pellets en la zona superior del reactor, producto del aumento de temperatura que se genera en esta zona, debido a la alta turbulencia presentada; este comportamiento se cumple para los distintos escenarios planteados en la investigación. Además, se determinó que empleando un caudal de 400 l/min de aire e ingresándolo por encima de la garganta del reactor se obtienen los mejores resultados en términos de calidad de syngas producido, estableciendo esta condición como punto de operación óptimo del reactor.Item Desarrollo e implementación de un modelo numérico para el análisis de operación de una red de canales(2012) Solís Sandoval, Aarón Daniel; Serrano Pacheco, AlbertoEn este proyecto se desarrolló un programa numérico que permite realizar la simulación del comportamiento hidráulico y el análisis de operación de una red de canales abiertos; esto se hace de manera que pueda ll eva rse a cabo el cá lculo del flujo no permanente en estos sist em as, qué con diferentes características hidráulicas y geométricas de los canales que conforman la red, bajo diversas condiciones iniciales y de front era y con la po sibili dad de introducir el efecto de la abertura o cierre de comp uertas en ellos, permite realizar tareas tanto de análisis como de diseño. La metodología d el trabajo consistió primeramente en la recop il ación de infor ma ción que brindara las bases necesarias para realizar la programación del modelo empleando el software MatLAB, una vez realizadas ambas etapas se llevó a cabo el proceso de validación de las principales rut in as y condiciones de frontera. Finalmente, se realizaron los análisis de resultados y se derivaron las conclusiones y recomendaciones más importantes. El trabajo se llevó a cabo resolviendo el modelo matemático que representa el fenómeno físico del flu jo no permane nte en canales abierto, el Modelo de Aguas Superfic iales o Agu as Poco Profundas; para ello se hizo uso del método de MacCormack, el método de las Características y varias subrutinas y códigos de programación complement;;u-ios para el cálculo de las principales variables hidráulicCis. Se pretende con este proyecto y código de programación, contar con una herramienta que permita el análisis de la dispon ib ilidad del agua, el diseño de la altura o ancho necesario para futu ro s cana les a construir, la evaluación del efecto de las compuertas en la regulación del agua en los diferentes puntos de la red y la simu laci ón en el tie mp o de los pe rfil es o remansos de agu a q ue puedan generarse en uno o varios canales debido a la modificación de sus condiciones ...Item Análisis del comportamiento térmico de un invernadero construido en ladera, aplicando dinámica de fluidos computacional(2015) Rojas Rishor, Adriana; Benavides León, Carlos ManuelSe realizó un estudio del comportamiento de la temperatura y humedad relativa en un invernadero construido en ladera, tanto en el sentido de la pendiente como en la sección transversal. El invernadero se ubica en la zona de Viento Fresco de Las Brisas de Zarcero y cuenta con una pendiente del 60 %. La temperatura y humedad relativa dentro del invernadero se midieron con 17 sensores colocados uniformemente en todo el recinto, registrando valores cada 5 minutos durante 3 meses. El invernadero se encontraba cultivado con tomate en etapa de formación del fruto (dos meses de sembrado) y chile con menos de una semana de sembrado. A su vez, se instaló una estación meteorológica cercana al invernadero para registrar las condiciones climáticas ambientales como lo son, la temperatura, humedad relativa, radiación, magnitud y dirección del viento, todos cada 15 minutos. Se analizaron estadísticamente los datos de las condiciones climáticas externas para obtener días críticos de temperatura altas y bajas durante el registro de datos. Para evaluar si el ambiente es homogéneo en todo el volumen, se realizó un análisis de varianza de la temperatura y humedad relativa para conocer si existen diferencias significativas en el sentido de la pendiente y en la sección transversal a 6 casos puntuales de los cuales 3 se encuentran dentro del intervalo diurno (desde las 6:00 a 17:45 horas) y los otros 3 dentro del intervalo nocturno (desde las 18:00 a 5:45 horas) y se aplicó un modelo numérico para la simulación de la distribución espacial de la temperatura y la humedad relativa del invernadero utilizando dinámica de fluidos computacional. Los 6 casos analizados fueron utilizados para la validación del modelo. Entre los datos de entrada se encuentran, características de la malla antiáfida usadas en las ventanas, temperaturas de frontera y características térmicas de los materiales que pueden influir en el intercambio de calor y difusión de especies...