Examinando por Autor "Martínez Guarín, Arnold Rafael"
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Publicación Acceso abierto Análisis de un sistema de almacenamiento de energía solar térmica basado en materiales de cambio de fase para aplicaciones de calentamiento de aire(CONASIE 2019, 2022-11-17) Villadiego Medrano, Duban; Oquendo Meza, Amaury; Martínez Guarín, Arnold Rafael; Mendoza Fandiño, Jorge MarioEl aprovechamiento de la energía solar para aplicaciones domésticas e industriales se ha visto obstaculizado debido a su naturaleza intermitente, en este contexto, se han implementado diversos sistemas de almacenamiento de energía térmica (TES) en los dispositivos de aprovechamiento de radiación solar, para mitigar este problema. Estos utilizan calor sensible y latente para almacenar calor en momentos de alta radiación y posteriormente liberarlo en instantes de poca radiación. En la presente investigación se evalúa, experimentalmente, el impacto de la implementación de materiales de cambio de fase en colectores solares de placa plana en las condiciones de temperatura y radiación solar del departamento de Córdoba en Colombia, para comparar la eficiencia térmica entre ellos en operación transitoria. También se utiliza modelación por medio de dinámica de fluidos computacional (CFD), evaluando la transferencia de calor y comparándolo con los resultados experimentales. En esta investigación se analizan los parámetros que afectan el rendimiento térmico del calentador de aire solar de placa plana, con y sin PCM. Estos parámetros incluyen la radiación solar, la diferencia de temperatura del aire a través del calentador y la eficiencia térmica instantánea. En esta investigación se encontró que el sistema de almacenamiento de energía térmica permite obtener una mayor eficiencia térmica, además en momentos donde hay poca radiación solar se obtuvo temperaturas constantes a través del colector, garantizando mejor operación y desempeño.Publicación Acceso abierto Determinación de estrategias para mejorar el desempeño en el departamento de mantenimiento de la compañía c.f.s (compañía frutera de sevilla)(Universidad de Córdoba, 2020-11-12) Aguilar Oviedo, Guillermo; Martínez Guarín, Arnold RafaelEl presente informe detalla las actividades programadas y ejecutadas por el estudiante durante su estadía en la compañía CFS haciendo parte del departamento de mantenimiento. Describe las responsabilidades asignada por el director de mantenimiento, el cual es el encargado de su orientación dentro del proceso, describe los aportes del estudiante de acuerdo con sus competencias, describe la versatilidad del estudiante para la solución de problemas de día a día en el área, entre esta y otra situaciones que ayudan a complementar su formación integralPublicación Acceso abierto Diseño de la cámara de combustión de una cocina ecoeficiente a biomasa tipo rocket con mesocarpio de coco(Universidad de Córdoba, 2023-12-07) Fuentes Martínez, Luis Javier; Florez Padilla, Alex Alfonso; Rhenals Julio, Jesús David; Mendoza Fandiño, Jorge Mario; Martínez Guarín, Arnold Rafael; Arango Meneses, Juan FernandoEn Córdoba, las estadísticas indican que el 32,3% de los hogares utilizan leña para cocinar. De este porcentaje, el 66,3% se concentra en las zonas rurales. La mayoría de estos hogares utilizan cocinas tradicionales que emiten altos niveles de contaminantes. De ahí que sea necesario evaluar nuevas tecnologías capaces de aprovechar los residuos agrícolas. Para abordar este problema, diseñamos una cámara de combustión de tipo Rocket con un alimentador de combustible en ángulo de 45º paralelo a la entrada de aire. Realizamos la simulación de la cámara de combustión utilizando el programa ANSYS FLUENT 2023 R1. Este estudio adoptó un enfoque bidimensional y de estado estacionario, utilizando el modelo de turbulencia k-ε realizable y el concepto de disipación de remolinos para la interacción turbulencia-química. Además, la radiación se modeló utilizando el modelo P-1, y la inyección de partículas se simuló como una fase discreta (DPM). La simulación de este estudio alcanzó una tasa de convergencia de carbono del 99,916%, lo que dio como resultado una temperatura media de salida de 1161,6 K. En consecuencia, esto confirma que la configuración de estufa interna propuesta permite reducir los gases contaminantes al tiempo que presenta un excelente rendimiento energético.Publicación Acceso abierto Diseño de una hélice de alto rendimiento para mejorar la eficiencia de navegación de un vehículo acuático en el río Sinú(2023-07-11) León Martínez, Gustavo Andrés De ; Mass Ortega, Juan Fernando; Rhenals Julio, Jesús David; Martínez Guarín, Arnold RafaelEste estudio se enfocó en el diseño una hélice para mejorar la eficiencia de navegación de un vehículo acuático en el río Sinú. Mediante una rigurosa investigación de literatura y antecedentes, se seleccionó el perfil NREL's S804 por su adecuado espesor y cumplimiento de los requisitos técnicos (fuerza de sustentación y arrastre) debido a las condiciones del rio. Implementando la teoría del elemento de aspa y la conservación del momentum, se desarrolló un procedimiento de diseño óptimo para la hélice. La validación y evaluación del rendimiento en condiciones operativas diversas se llevó a cabo mediante dinámica de fluidos computacional (CFD), utilizando una precisa y eficiente malla poly-hexcore adaptada a la compleja geometría de las hélices. Por otro lado, se realizó un montaje experimental para medir y comparar la formación de la estela con los resultados obtenidos en CFD. Para asegurar la precisión del modelo de simulación, se aplicó un modelo de calibración riguroso. Los resultados destacan una eficiencia máxima del 59,52% a 16,67 rps (1000 rpm) en el punto de diseño, demostrando la capacidad de la hélice para convertir la mayor cantidad posible de energía en empuje. Asimismo, el análisis CFD reveló una eficiencia máxima del 51,52% a 11 rps (660 rpm), subrayando la importancia de evaluar el rendimiento de la hélice en diversas condiciones operativas para comprender su comportamiento en situaciones reales. Este estudio proporciona una sólida base de conocimientos para futuras mejoras en la eficiencia y navegabilidad de vehículos acuáticos en el entorno del río Sinú.Publicación Acceso abierto Diseño y construcción de un banco de pruebas de motores monocilindricos de cuatro tiempos a gasolina(2022-10-25) Álvarez Cordero, Walter Miguel; Torre Mendoza, Damid de la; Rhenals Julio, Jesús David; Martínez Guarín, Arnold RafaelA test bench was designed and built to study the operating variables (power, torque, speed, fuel consumption) of a four-stroke single-cylinder Gasoline internal combustion engine according to the theory of mechanical design; in which tests were carried out modifying the operating speed of the engine, making measurements of fuel consumption, torque and power. Solidworks software was used for the design of the bench and its respective static analysis. The engine used is an AKT 110 cc semi-automatic with four gears. As a result of the tests, the curves that relate fuel consumption, power, torque with engine speeds in each of the gears were obtained.Publicación Acceso abierto Diseño, simulación y construcción de un prototipo de una turbina hidrocinética tipo savonius como microgenerador de corriente eléctrica para caudales de agua con baja velocidad(Furnieles Cogollo, Romario, 2022-08-11) Furnieles Cogollo, Romario; Ortega Valderrama, Omer; Martínez Guarín, Arnold RafaelEl siguiente trabajo describe la metodología empleada para la elaboración de un prototipo de una turbina tipo savonius como microgenerador de corriente eléctrica en caudales de agua con baja velocidades. El proyecto parte de analizar las necesidades con las que padecen algunas familias del territorio colombiano en específico la región cordobesa (municipios de Planeta Rica, Canalete, Tierralta y Puerto libertador), se detalla el diseño propuesto, la realización del geométrico utilizando el software SOLIDWORK, la selección de materiales y un análisis cfd utilizando el software ANSYS.Publicación Acceso abierto Evaluación de condiciones óptimas para el secado de contenido ruminal mediante un secador solar tipo invernadero en la ciudad de Montería - Córdoba(2023-08-17) Palacios Lafontt, Esteban Mauricio; Galarcio Navarro, Rafael Andrés; Martínez Guarín, Arnold RafaelLa biomasa es una valiosa fuente de energía renovable que se utiliza ampliamente tanto para generar calor como para obtener energía mediante procesos termoquímicos, como la combustión y la gasificación. A diferencia de otras fuentes de energía, la biomasa no emite dióxido de carbono adicional a la atmósfera, ya que, durante su crecimiento, absorbe la misma cantidad de carbono que libera cuando se utiliza como combustible. Esto la convierte en una fuente de energía amigable con el medio ambiente. Sin embargo, el contenido ruminal, como parte de este tipo de material, presenta desafíos relacionados con la retención de humedad que afectan su eficiencia como fuente de energía. Para resolver este problema, es fundamental llevar a cabo el secado del contenido ruminal antes de someterlo a cualquier proceso o tratamiento térmico, con el propósito de aprovecharlo de manera efectiva como fuente de energía sostenible. Esta medida puede garantizar un mayor rendimiento y aprovechamiento de la biomasa ruminal en la generación de calor y energía. En este sentido, el objetivo de este trabajo de investigación fue evaluar las condiciones de secado del contenido ruminal por medio de un secador solar tipo invernadero a escala de laboratorio en la ciudad de Montería. Para llevar a cabo este estudio, se empleó un prototipo a escala de un secador solar semicircular, basado en el diseño propuesto por el Grupo de Investigación en Energía Alternativa - GEA, afiliado al Proyecto Colombiano de Sostenibilidad Energética (SENECA), y construido en la empresa FRIGOSINU S.A., ubicada en las afueras de la ciudad de Montería, Córdoba.Publicación Acceso abierto Evaluación de la eficiencia del consumo de gas para generación de energía eléctrica en Colombia con base a la norma ISO 50000(2021-10-06) Peñata Dorado, Ángel Miguel; Esteban Luis, Celis Barrios; Martínez Guarín, Arnold Rafael; Rhenals Julio, Jesús DavidIn this monographic study, gas consumption for power generation in thermoelectric plants in Colombia was evaluated. First, a bibliographic review was carried out to have context of how the studies on efficiency in thermoelectric plants, hotels and industries are progressing following the ISO 50000 methodology. For the evaluation, gas consumption and power generation data offered by the XM page were taken, with these data a Pareto diagram was built in order to focus on the thermoelectric plants with the highest gas consumption, the data of each chosen central was Filtered using the Absolute Median Deviation method, these already filtered were used to elaborate an energy baseline and obtain a normalized equation, with the help of this equation, savings percentages, critical energy generation and some established energy performance indicators were estimated. in ISO 50001 and 50006. The results of the study showed that the TEBSAB plant has consumed 51.50% of the fuel in the last three years and this presents a potential saving of 5.9%, the FLORES IV, FLORES 1 and PROELECTRICA plants have a higher percentage of savings 15, 95 %, 18.06% and 15.34% respectively, which can be explained by means of the one hundred base indicator, where it is shown that these plants have a continuous variation between compliant and non-compliant performance values.Publicación Acceso abierto Evaluación de la factibilidad de un sistema de almacenamiento térmico con material de cambio de fase para cocinas solares parabólicas, con miras a la cocción de alimentos en el departamento de Córdoba, Colombia(Universidad de Cordoba, 2024-02-27) Cogollo Torres, Cristina Isabel; Martínez Guarín, Arnold Rafael; Mendoza Fandiño, Jorge Mario; Arango Meneses, Juan Fernando; Palacio Vega, Mario AndrésLa investigación se centró en evaluar la viabilidad de un sistema de almacenamiento térmico con material de cambio de fase (PCM) para cocinas solares parabólicas en el departamento de Córdoba, Colombia, con el objetivo de mejorar la eficiencia en la cocción de alimentos. Tras evaluar cuatro PCM mediante una matriz de ponderación, se concluyó que el ácido oxálico es la mejor opción para ser implementado como sistema de almacenamiento térmico. Posteriormente, se llevaron a cabo experimentos utilizando cocinas solares parabólicas equipadas con dispositivos de almacenamiento térmico en configuraciones de diferentes espesores (DAT 1 cm y DAT 2 cm). Los resultados indicaron que los dispositivos con PCM lograron mantener temperaturas del fluido de trabajo más estables, destacándose el DAT de 2 cm por su mayor estabilidad térmica. Además, se comparó el desempeño de las cocinas solares con y sin dispositivos de almacenamiento térmico, evidenciando que, si bien los recipientes de cocción convencionales superan ligeramente a los dispositivos de almacenamiento térmico en la absorción de calor, estos últimos ofrecen una capacidad de almacenamiento de calor y estabilidad térmica superiores. Se sugiere explorar métodos alternativos para medir el calor absorbido por los dispositivos de almacenamiento térmico, considerando la transferencia de calor al material de cambio de fase, para obtener mediciones más precisas y completas del rendimiento de las cocinas solares parabólicas.Publicación Acceso abierto Evaluación termo económica de colectores solares de placa plana para producción de agua caliente sanitaria en hotel de la ciudad de Montería - Córdoba(2021-09-27) González Pérez, Roberth Andrés; Calad Uribe, Andrés Felipe; Martínez Guarín, Arnold RafaelThe use of renewable energy is a path that many countries have begun to follow in the process of decarbonizing their equipment, production and economic structures, it is clear that this is a long journey that requires constant progress and improvement of the different mechanisms of renewable energy transformations that exist at present. Therefore, the objective of this research is to carry out a thermoeconomic study of a solar collector to produce domestic hot water. For the development of this work was used a flat plate collector, was studied the radiation of the area by means of the software RETScreen Expert, the demand of water required for the studio hotel, the design of the system was carried out through the program CYPECAD MEP the design of the system was carried out and the temperatures inside the system were known when using TRNSYS software. This series of analyses allowed to know the amount of collectors needed, the rate of return of the investment, the exergy of the system and its efficiency.Publicación Acceso abierto Generación de agua a partir de la condensación, empleando el efecto peltier(Universidad de Córdoba, 2024-11-12) Rodriguez Fernández, Santiago; Arroyo Canchila, Christian Alberto; Arango Meneses, Juan Fernando; Martínez Guarín, Arnold Rafael; Rhenals Julio, Jesús David; Mendoza Fandiño, Jorge MarioEste trabajo presenta un método para la obtención de agua a través de la condensación del vapor de agua presente en el ambiente, empleando el efecto Peltier. Se realizó una revisión exhaustiva de la literatura existente sobre diversos métodos de condensación, seleccionando las celdas Peltier como la opción más viable debido a su bajo costo, su poco consumo de energía y facilidad de implementación. El objetivo principal del proyecto fue diseñar y evaluar un dispositivo capaz de condensar agua presente en el ambiente implementando celdas de Peltier. Para ello, se implementaron etapas organizadas que abarcaron desde la revisión bibliográfica y selección de materiales hasta la construcción, pruebas y validación del prototipo final. Los resultados obtenidos demostraron un incremento significativo en la cantidad de agua condensada, pasando de 3.3 mL en el prototipo inicial a 11.9 mL en el prototipo final, con un consumo energético promedio de 71.48 W y 185.14 W, respectivamente. Estos resultados confirman el potencial de las celdas Peltier como una alternativa viable para la obtención de agua.Publicación Acceso abierto Modelado cinético del secado de contenido ruminal con efectos multidimensionales(2023-07-12) Hernández Ruiz, Andrés Camilo; Martínez Guarín, Arnold Rafael; Rhenals Julio, Jesús DavidEn el presente trabajo de investigación se realizó un modelo cinético para el proceso de secado de contenido ruminal. A partir de ensayos de secado del contenido ruminal en un equipo TGA, se determinaron las curvas de secado a una tasa de calentamiento de 10 𝐾𝑚𝑖𝑛−1, para posteriormente mediante el modelo de Coats y Redfern, que describe la evolución de la pérdida de humedad en función de la temperatura (el cual hace uso de la ecuación de Arrhenius y un modelo de desaceleración), encontrar los valores de energía de activación, orden de reacción y factor pre exponencial. Una vez obtenido el modelo cinético, se procede a acoplar dicho modelo a la teoría de transferencia de calor en estado transitorio, simulando el comportamiento tanto de la temperatura como de la pérdida de masa dentro de un paralelepípedo rectangular de contenido ruminal en un ambiente cuyas condiciones se asemejan a las de un secador solar ubicado en la ciudad de Montería. De los resultados obtenidos, se reflejó un ajuste del 98,92% de los datos de regresión lineal, y se observó que el perfil de temperaturas y humedad eran similares, lo cual implica que el modelo cinético tuvo buen acople a la transferencia de calor, los resultados experimentales se predicen adecuadamente con los resultados del modelo.