F.D.B. Monografías

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Microestructura y aplicaciones de aceros inoxidables austeníticos tratados por nitruración y cementación a plasma
(2023-08-10) Tovar Falón, Hernán Nicolás; Espitia Sanjuán, Luis Armando
Los aceros inoxidables austeníticos usados en componentes de ingeniería, industria y aplicaciones biomédicas son susceptibles a desgaste y corrosión. Este inconveniente se puede controlar adecuadamente mediante aplicación de recubrimientos o modificando la superficie, a través de métodos termoquímicos, como la nitruración y la cementación por plasma. La modificación de la superficie de los componentes de aceros inoxidables austeníticos se puede realizar con la implantación de nitrógeno y/o carbono que modifican microestructuralmente la superficie. Asimismo, propio de los aceros inoxidables austeníticos, se remarca su estructura cristalina de austenita, que permite mejor difusión del carbono y nitrógeno intersticial en los procesos aquí descritos, destacándose por presentar una mejor resistencia a la corrosión que los aceros ferríticos y martensíticos, además de la superior resistencia a la fatiga mecánica y resistencia a la oxidación a elevadas temperaturas. En los procesos de cementación y nitruración por plasma de los aceros inoxidables auténticos se da la formación de la austenita expandida, también llamada fase S, que provoca tensión residual de compresión, aumento de densidad y mejora de propiedades tribológicas. Esta monografía indaga en las principales producciones académicas, como libros, artículos y publicaciones de reconocidas fuentes internacionales de investigación, sobre la optimización de los métodos y técnicas mencionadas, que muestran, contrastan y sugieren mediante ensayos, análisis superficial y microestructural mejoras y avances para desarrollar y proporcionar protección en diversos aspectos de la mecánica de materiales y la tribología; como la resistencia al desgaste y la corrosión a los aceros inoxidables austeníticos.
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Revisión del estado del arte en el uso de la exergía como método en la industria específicamente la minimización de exergía destruida
(2022-11-16) Arrieta León, Juan Aldair; Mendoza Fandiño, Jorge Mario
En la presente monografía se realiza un estudio comparativo sobre revisión del estado del arte en el uso de la exergía como método en la industria específicamente la minimización de exergía destruida reportados en la literatura. La exergía del sistema se define como el mayor trabajo fundamental que se puede hacer en un sistema y un entorno de referencia determinado. Se puede mencionar que la exergía es una herramienta termodinámica útil para lograr la irreversibilidad del sistema. Tratar el entorno de referencia como un estado muerto es fundamental para evaluar el sistema en diferentes condiciones ambientales con el fin de calcular su energía disponible real. Sin embargo, el análisis de exergía por sí solo puede no representar los efectos de por vida de todo el sistema. A partir de esto el análisis exergético basa su aplicación a la investigación de procesos y sistemas les permite aportar mejoras técnicas y un uso más eficiente de los recursos. Estimar las pérdidas de exergía puede identificar posibles ganancias de eficiencia que pueden mejorar el rendimiento del proceso y reducir el impacto ambiental además de esto se discuten técnicas o métodos exergéticos. Se encontró que estos métodos como exergía extendida, el método de exergía acumulada y la evaluación del ciclo de vida exergético permite establecer los efectos de las configuraciones planteadas, en la disminución de los costos exergéticos del sistema en la industria, y de esta forma comprobar que la minimización de la exergía destruida conlleva a una disminución en los costos exergéticos.
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Diseño del sistema de aire acondicionado y ventilación mecánica para el hotel Barcelona en la ciudad de Montería en el departamento de Córdoba, basado en el estándar ashrae 62.1
(2022) Castañeda Arroyo, José David; Santana Peñata, Sebastián De Jesús; Martínez Aguilar, Héctor Armando
A través de esta monografía de investigación se busca diseñar el sistema de aire acondicionado y ventilación mecánica de las habitaciones del hotel Barcelona basado en la normativa de ASHRAE 62.1, teniendo en cuenta las variables como la ubicación, infiltraciones, la ocupación y materiales de infraestructura. El diseño de este sistema inicia con la realización de los planos del hotel, haciendo uso de la herramienta de web FLOOR PLANER, para en segunda instancia realizar la estimación de áreas y ocupación de las habitaciones en cuestión, seguidamente se aplica la normativa ASHRAE 62.1 y se calculas ratas mínimas de extracción, para luego diseñar el sistema de distribución, luego se realizan los cálculos de cargas térmicas con la herramienta computacional CHVAC y con esos datos que nos suministra la herramienta se procese a seleccionar los mini Split requeridos para cada habitación; por último realizar la estimación de los costos necesarios
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Diseño de un sistema de climatización óptimo para su instalación en la Cafetería Central de la Universidad de Córdoba
(2022-08-31) Gracián Coronado, Franz; Hernández Ortiz, Daniel José; Matinés Aguílar, Héctor Armando
La temática relacionada a la climatización de edificaciones ha tomado gran relevancia en las últimas décadas tanto en Colombia como en el mundo, debido a que con esta se pretende hacer un tratamiento en el aire y cambiar las condiciones de temperatura y de salubridad, estos beneficios han causado que las personas busquen crear espacios acondicionados para su confort. Este documento se centra en el diseño de un sistema de climatización óptimo para su instalación en la cafetería central de la Universidad de Córdoba, puesto que actualmente este sitio no cuenta con las condiciones de confort térmico y calidad de aire aceptables. Para ello se hizo el levantamiento de la zona usando el software AutoCAD, seguidamente se calculó la carga térmica del recinto por medio del software CHVAC siguiendo la norma ASHRAE, para ello se tuvo en cuenta las condiciones climáticas del lugar, orientación de la edificación y las condiciones de operación. Posteriormente, obtenida la carga térmica se procedió a seleccionar los equipos del sistema de climatización y se propuso el montaje con su respectiva red de distribución en el plano junto con un presupuesto para suplir dicha demanda.
Restringido
Ahorro energético por implementación de aislamientos en techos y ventanas de los sistemas de aire acondicionado en los salones de la Universidad de Córdoba.
(2022-08-31) Nisperuza Vitola, Jorge Mario; Rohatan Serpa, José Antonio; Martinez Aguilar, Hector Armando
En este trabajo se analizan los sistemas de aire acondicionado en recintos sin cielo raso ni polarizados en las ventanas y se comparan los resultados de confort y consumo energético, con el mismo sistema utilizando un cielo raso y mecanismos que reduzcan la emisividad de las ventanas, utilizando la metodología de cálculo de carga recomendada por la ASHRAE apoyándose en el software CHVAC 7. Se determinó el potencial de ahorro energético debido a la transmitancia térmica del cielo raso, la rentabilidad energética y económica de la instalación de un sistema de este tipo en los salones que aún no cuentan con estos sistemas, obteniendo una reducción del 20% en entrada de energía eléctrica debido al acondicionamiento de aire y del 25% en la capacidad de refrigeración necesaria.
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Comparación del uso eficiente de la energía entre una vivienda con manejo de energía tradicional y una vivienda automatizada con tecnología domótica
(2022-08-24) Castillo Torres, Jorge Arturo; Soto Saez, Ruben Dario; Mendoza Fandiño, Jorge Mario
Home automation brings tranquility, wellness, comfort, energy saving, time and money to the people, because through the efficient use of the energy and tecnology, it can intelligently control the different systems such as lighting, security, control of the use of water, gas, among others. The objective of this monograph is to verify if home automation can really be used as a tool to improve energy efficiency, reflected in safety, comfort and energy and economic savings in a single-family home, for this purpose some international and national reports on home automation were analyzed. home automation and its applicability. Initially, the background of the current use of electrical energy is presented, focusing on the existing problems of irrational use of energy and the incipient applications of energy efficiency. Subsequently, the concept of home automation is defined by referring to the technologies that guide and control the intelligent automation of the home, using energy efficiently and optimizing the quality of life of its inhabitants
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Utilización de agua proveniente del condensado de aires acondicionados para uso sanitario
(2022-08-23) Martinez Roqueme, Mario Alberto; Vidal Sáez, Luis Gabriel; Martinez Aguilera, Héctor Armando)
El agua, el solvente universal, es un recurso renovable crítico y limitado en muchas regiones de la Tierra. Aproximadamente el 97% del agua de la Tierra se encuentra en los océanos y el 2% en los casquetes polares y glaciares Este total no es adecuado para los humanos debido a la salinidad y la inaccesibilidad. Solo alrededor del 0,001% de toda el agua de la Tierra está en la atmósfera en un momento dado. El objetivo de este estudio fue estimar la cantidad de agua condensada que se pueden obtener a partir de estos equipos de refrigeración y ver su potencial uso en los sanitarios. Para cumplir con los objetivos, primeramente, se hizo una revisión bibliográfica acerca de los estudios ya realizados sobre el tema. En un estudio se encontró que 14 equipos de diferentes capacidades son capaces de producir hasta 6268,32 litros de agua al mes los cual se considera una cantidad bastante considerable para usarla en otra actividad o como en este caso, en sanitarios. Por otra parte, se realizó un monitoreo de un equipo de 12 000 BTU/h o de 1 tonelada de refrigeración y se encontró que el equipo a unas condiciones determinadas era capaz de producir hasta 1,1 litros por hora para lo cual se hizo una proyección de 10 horas y resulta un volumen de agua de 11 litros, esto solo para un solo equipo. Finalmente se hicieron unos cálculos para ver que tanto podía aportar esta agua para usarla en sanitarios y se determinó que un inodoro convencional, el cual gasta hasta 10 litros de agua en una descarga, puede cubrir hasta 23 descargas diarias, que es lo que equivale a 234 litros de agua que se obtuvieron a partir de los cálculos que se realizaron para la estimación del agua generada por estos equipos, lo cual representa un numero bastante favorable para reducir el impacto ambiental y económico que generan los inodoros.
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Evaluación de la eficiencia de la energía de equipos de enfriamiento evaporativos en diferentes condiciones climáticas
(2021-03-21) Cardona, Iván; Parejo, Robert; Jesús David Rhenals Julio
In this research, a study was developed of the effect of climatic conditions on the performance of evaporative equipment located in the city of Montería, using the EES software in which the various modeling of ambient temperature, relative humidity and air velocity were carried out. air. The development of this strategy begins with the characterization of available evaporative cooling equipment, as a second instance the identification of the climatic variables that influence the system, the third section is the selection of an equipment based on the environmental conditions, the fourth section is the Carrying out the simulation of the equipment varying these conditions and finally giving the conclusions and recommendations for the system.
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Evaluación de un intercambiador de calor para mejorar el proceso de calentamiento en el generador del sistema de refrigeración por absorción
(2021-10-10) Fuentes Torres, Pedro José; Machado Pomares, Juan David; Vega González, Taylor de Jesús de la
The present work aims to solve one of the few problems that absorption refrigeration systems present, which consists of the relatively long times to reach a pseudo-stable state, for this we studied what happens when the conventional generator is replaced by an exchanger heat through a dynamic simulation using the NH3-H20 mixture as a working torque in the Aspen Plus® software, in order to study the time it takes for the generation temperature to stabilize. Taking a system with a cooling capacity of 3.50 kW studied by (Viswanathan et al., 2013), found that when the temperature of the heat transfer fluid changes 10 ° C, the generation temperature takes a little less than 6 minutes with a generator, while with power generation was found to take less tan immediately for the system to stabilize. In addition, other tests were carried out that showed that the thermal accumulation is almost null in the proposed system.
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Evaluación energética del edificio bioclimático de la Universidad de Córdoba
(2021-10-07) Ramos Ramos, Romario Carlos; Ozuna Díaz, Jessica; Tapia Vertel, Andrés Felipe
En este documento se analizó el consumo de energía del edificio bioclimático en mención, proponiendo 3 condiciones de análisis que van desde la condición actual del edificio, después la implementación de sistemas de aire acondicionado en las aulas y por último el cambio de los equipos de refrigeración por otros con una mayor eficiencia. A su vez se implementó un nuevo perfil de uso para las aulas que consiste en no usarlas entre las (12:00 – 14:00) pm. Y por último la instalación de material aislante en los cerramientos, todo esto con el fin de reducir dichos consumos energéticos. Para llevar a cabo este estudio se dividió el edificio en zonas y en 6 grupos de recintos que son, aulas, oficinas, baños, locales comerciales, cuartos de oficios varios y cafetines. Entonces primero se realizaron los planos del edificio usando el software AutoCAD®, seguidamente se utilizó el software IFC Builder® para crear el modelo arquitectónico para cada condición planteada, después con la ayuda del software CYPETHERM LOADS® se obtuvieron los informes de cargas térmicas para cada condición; por último, se utilizó el software CYPETHERM EPLUS® para la estimación de los informes de consumo y demanda de energía para cada condición. Teniendo en cuenta consumos producidos por iluminación, refrigeración. Ventilación, y otros equipos presentes en el edificio. Obteniendo como resultados un consumo anual de 112492,8 kWh para la condición 1, 357139,2 kWh para la condición 2 y 289939,2 kWh para la condición 3, lo que refleja un aumento de más del 65 % del consumo energético partiendo de la condición 1 a la dos 2, y una reducción del consumo energético superior al 20 % entre la condición 2 y 3
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Evaluación de la generación de energía por medio de un motor stirling accionado por fibra del coco en el departamento de Córdoba
(2021-10-07) Coneo Luna, Luis Felipe; León Aguilar, Luis Alfredo; Doria Oviedo, Miguel
The development of the following document presents an analysis of a thermodynamic model for a Stirling engine with a gamma configuration, which uses biomass as a source for energy generation. Therefore, the potential for the generation of thermal energy from biomass was obtained, from the properties in the characterization and combustion. Matlab is used for the simulation, which shows this type of motor as a model to estimate the motor's output power, with each of its parts and parameters. The model developed has an 9 output power of 4 W, rotating at a speed higher than 1000 rpm and from an average hot spot temperature of 800 K, the working fluid for the cooling system is by means of air. The heat source is obtained from the combustion of biomass for this case coconut fiber, which presented a calorific value of 24.29 MJ / kg. The purpose of this project is to know how the integration of coconut is an alternative source to obtain energy, determining a power delivered by the system and knowing the expenses generated for the start-up, that the implementation of this type of technology is environmentally friendly and economical.
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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 David
In 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.
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Evaluación de la eficiencia de la energía de equipos de enfriamiento evaporativos en diferentes condiciones climáticas
(2021-09-28) Parejo Tovar, Robert Andrés; Cardona Sánchez, Iván Darío; Rhenals Julio, Jesús David
In this research, a study was developed of the effect of climatic conditions on the performance of evaporative equipment located in the city of Montería, using the EES software in which the various modeling of ambient temperature, relative humidity and air velocity were carried out. air. The development of this strategy begins with the characterization of available evaporative cooling equipment, as a second instance the identification of the climatic variables that influence the system, the third section is the selection of an equipment based on the environmental conditions, the fourth section is the Carrying out the simulation of the equipment varying these conditions and finally giving the conclusions and recommendations for the system.
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Evaluación energética de la cogeneración mediante un motor de combustión interna acoplado a un sistema de refrigeración por absorción usando biogás como combustible
(2021) Avilez Olea, Juan Rafael; Peréz Dickson, José Camilo; Rhenals Julio, Jesús David
Cogeneration systems are now increasingly appearing in the industrial and commercial sector, since their implementation brings with it a number of energy, economic and environmental benefits. This makes a study of the general operation of the cogeneration system implemented with a biogas-fueled ICM and coupled to an absorption refrigeration system, which is a very useful application of this type of system. The objective of this work was to perform an energy analysis of the entire cogeneration system. The development of this strategy begins with the definition of the operating parameters in the engine, and then the modeling of the system using the ASPEN HYSYS® computational tool. Subsequently, a parametric analysis of the output variables in the system is presented. The results show that if an adequate selection of the methane composition in the fuel is made and the optimal operating parameters are adjusted in the ICM, good results can be obtained, being possible to implement them in real industrial applications.
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Análisis exergético de la generación de vapor mediante la combustión de gas de gasificación en lecho fijo de los residuos de la agroindustria del maíz
(2021-09-24) Argumedo Berona, Germán Elías; Mora Agámez, Manuel Enrique; Sofán Germán, Stiven Javier
The objective of this applicative monograph is to carry out an exergy analysis of steam generation through the gasification of industrial corn residues as working biomass; To achieve this objective, a characterization of the biomass was first carried out to determine the last and next analyzes, in order to obtain the chemical composition of the corn cob. Then a computational model was made in Aspen Plus® where the data of a syngas with a lower heating value (LHV) of 6.18 MJ/Nm3 were produced, which was later injected into a boiler for the generation of steam in the system. After this, an exergy analysis was carried out on the data obtained in the simulation, which showed that 14.37 kW are used in steam generation, and it was also determined that the exergetic efficiency of the system is 35%, largely part due to irreversibility’s and exergy destroyed.
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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 Rafael
The 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.
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Microestructura y aplicaciones de aceros inoxidables martensíticos tratados por nitruración y cementación a plasma
(2021-09-24) Puche Ojeda, Carlos Daniel; Espitia Sanjuán, Luis Armando
In this monograph, a comparative study regarding to the microstructural changes and engineering applications of martensitic stainless steels treated by nitriding and plasma carburizing reported in the literature is carried out. The changes in the microstructure and the chemical composition of the steels achieved by these thermochemical treatments are discussed by means of material characterization techniques, such as: optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, optical emission spectroscopy of luminescent discharge, among others. It was found that these nitrided and carburized martensitic stainless steels are mainly used for wear resistance and corrosion resistance applications. Keywords: Microstructure, Expanded Martensite, Plasma Carburizing, Plasma Nitriding 13 INTRODUCCI
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Influencia de la entrada de calor por procesos de soldadura en la tenacidad y resistencia a la fractura de aceros de alta resistencia y baja aleación
(2020-12-19) Naranjo Vásquez, Luis José; Ruíz Tenorio, Isabela; Silgado, Jimy Unfried
In this monograph, the effect that the heat input generated by fusion welding processes in high-strength and low-alloy steels has been studied on the microstructure and on the fracture toughness and impact resistance. A bibliographic review including articles, research works and scientific reports was carried out where these steels were welded with different processes and / or the thermal cycles suffered by a welded joint were simulated through thermal treatments and software that recreated these conditions. Afterwards, by means of optical microscopy tests, scanning electron microscopy, hardness and microhardness tests, Charpy impact resistance tests and CTOD fracture toughness tests, among other techniques the steels were characterized and evaluated on the welded zones and sub-zones, in especially the heat affected zone of the base metal, where the greatest variation of microconstituents was concentrated. According to the results, it was determined that the toughness and the fracture behavior are subject to microstructural changes due to the heat input from the welding processes
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Análisis del efecto de la ceniza de biomasa como sustituto parcial del cemento en la elaboración de concreto simple
(Universidad de Córdoba, 2020-11-13) Araujo Bravo, Moises; Laza Ospina, Martin; Gonzalez Doria, Yahir Enrique
Esta monografía consta de 5 etapas que abarcan en totalidad la idea o tema principal. En el primer capítulo se habla del concreto, cuáles son sus componentes principales, propiedades mecánicas, el esfuerzo a la compresión y tipos de concreto. Se describe el proceso por el cual se obtiene el cemento y los diferentes tipos de cementos que existen. En el segundo capítulo se habla de las innovaciones en el ámbito de la construcción, en particular lo relacionado con el concreto, dentro de las cuales encontramos el tema principal de esta monografía que es la sustitución parcial de cemento por ceniza de biomasa. Así se da paso, al tema concerniente a las diferentes cenizas de biomasa utilizadas como sustituto parcial del cemento en el capítulo 3, el cual tiene entre sus principales exponentes la ceniza de cascarilla de arroz y la ceniza volante, entre otros. El capítulo cuatro, toma como tema principal el uso de la ceniza de estiércol bovino, en él se describen las características del estiércol de ganado, sus componentes químicos, los métodos usados para realización de las diferentes investigaciones y se exponen los diferentes resultados. Finalmente se hace una comparación entre los diferentes estudios hechos con las diferentes cenizas de biomasa, para determinar características principales entre uno y otro, y poder culminar con las conclusiones.
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Análisis sobre las propiedades físicas y mecánicas de la madera teca (tectona grandis)
(2020-11-05) Castro Blanco, Julio Andrés; Paternina Reyes, María José; Espitia Sanjuán, Luis Armando
En la presente monografía se comparan y analizan las propiedades físicas y mecánicas de la madera Teca (Tectona Grandis), reportados en diferentes lugares del mundo, con el objetivo de visualizar como el lugar de procedencia en función de la edad, el contenido de humedad, la orientación de la fibra entre otros factores, pueden afectar estas propiedades. Igualmente, se verificó si los valores reportados para esta madera cumplen con los requerimientos mínimos de calidad exigidos en la (Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, 1997).