Explorando por Autor "Assureira Espinoza, Estela de la Gracia"

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Combustible alternativo: la cascarilla de arroz
(Pontificia Universidad Católica del Perú: Palestra, Portal de Asuntos Públicos, s.a.) Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
Es importante la adecuación de tecnologías a las necesidades específicas de las poblaciones utilizando los recursos naturales de cada zona. Este estudio parte de las posibilidades del uso de la cascarilla de arroz como combustible alternativo para uso doméstico. El poder calorífico de la cascarilla de arroz es similar al de la madera y al de otros residuos agrícolas.
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Diseño de 4 grupos hidroenergéticos para el rango de potencia de 5 a 500 kW con turbinas Michell Banki
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-06-30) Gamez Pulido, Sergio Angel; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
El Plan Nacional de Electrificación Rural del Perú del MEM reconoce la necesidad de incrementar el abastecimiento energético en zonas rurales del país para mejorar la calidad de vida mediante el aprovechamiento de recursos hídricos locales aplicando soluciones sencillas, de bajo costo y con participación local. Esta situación motivó el desarrollado del presente trabajo el cual consiste en el diseño de cuatro grupos hidroenergéticos con turbinas Michell-Banki que cubran entre 5 a 500 kW de potencia, rango típico operación de minicentrales hidroeléctricas. En el diseño de los grupos hidroenergéticos, unidades conformadas por turbina, sistema de transmisión y generador, la elección de las turbinas ha considerado su bajo costo, fácil construcción y operación y rendimiento estable a cargas parciales. Con la finalidad de lograr que 4 grupos cubran el rango de potencia objetivo se ha aplicado el concepto de estandarización, que se basa en diseñar una turbina para un valor de salto y caudal determinado la cual pueda cubrir un conjunto de saltos y caudales diferentes al del diseño, con una eficiencia de al menos 79%. Las consideraciones para determinar los diámetros estandarizados de los rotores fueron la relación entre salto y rpm, el rango de la velocidad específica para turbinas y el fenómeno de cavitación. Se terminaron 24 diámetros iniciales, y luego de aplicar el análisis de multicriterio se definieron los 4 diámetros característicos. Procediéndose luego a completar el diseño hidráulico del rotor, inyector, álabes y eje. Seguidamente se realizó para cada una de las turbinas el diseño mecánico. Finalmente se definieron las combinaciones de salto y caudal de cada modelo, presentándose el resultado en forma gráfica, lo que facilitará la elección del modelo de grupo hidroenergético en base al salto neto y caudal del recurso.
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Diseño de un equipo de aglomeración por rodadura para el Laboratorio de Investigación Carbón Biomasa PUCP
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-21) Baldeon Lam, Sergio Fernando; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
Los equipos de aglomeración de disco giratorio son muy usados en la industria para la producción de pellets esféricos debido a la uniformidad de los gránulos resultante y su diseño compacto. Los pellets producidos por estos equipos son de gran demanda en diferentes industrias, siendo particularmente los pellets de mineral de hierro de gran importancia en la siderurgia para la producción de acero. En el presente trabajo se presenta el diseño de un equipo de aglomeración para el Laboratorio de Carbón y Biomasa de la PUCP, que servirá para el desarrollo de pellets de mineral de hierro bajo diversas condiciones empleando biocoque de caña como sustituto del coke o carbón mineral. El equipo diseñado posee un disco aglomerador de 50 cm de diámetro con el cual se puede alcanzar una producción máxima de pellets de 375 kg/h, con un diámetro máximo de pellet de 20 mm. Para obtener diferentes tamaños de pellets, el equipo permite cambiar el ángulo de inclinación del disco, su velocidad de rotación y la dosificación de la materia prima según el criterio del laboratorista. La variación de la velocidad del disco se consigue por medio de un variador de frecuencia que controla un motor de 0.5 HP, el cual podrá variar su velocidad hasta la velocidad crítica de 48 rpm. Estructuralmente, el equipo cuenta con una estructura superior que sirve de soporte para el disco granulador y el sistema de potencia, y posee con un mecanismo basculante conducido por un sistema corona-cremallera para variar el ángulo de inclinación del disco desde los 40° hasta los 55°. La estructura inferior que sirve de soporte para la estructura superior. Un alimentador de tornillo sin fin de 2” de diámetro se emplea para alimentar de manera continua al disco. Por otra parte, hay dos rascadores para barrer las partículas adheridas a la superficie del disco y un dosificador para humedecer la mezcla al cual una bomba de 5 m de altura de presión y 13.3 L/min de caudal; y una sola tobera para entregar un caudal de 0.184 L/min con un ángulo de cobertura teórica de 60º.
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Diseño de un gasificador de 25 kW para aplicaciones domésticas usando como combustible cascarilla de arroz
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-04-19) Huaraz Choi, Carlos Yi; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
El trabajo desarrollado presenta una propuesta de aprovechamiento de la cascarilla de arroz para la cocción de alimentos, a través de un proceso de gasificación. Se escogió la cascarilla de arroz por el gran potencial que existe en el Perú que no es aprovechada, y se consideró su gasificación pues el gas pobre (compuesto mayormente por monóxido de carbono, metano, dióxido de carbono) se puede aplicar para procesos de calefacción, deshidratación o cocción, este último será el desarrollado en el presente trabajo. En la tesis desarrollada abarca el análisis del gasificador Downdraft, ya que por la potencia que se necesita y tipo de combustible es el más utilizado para los procesos de cocción, luego se realiza el diseño de equipo que comprende: la unidad generadora de gas (gasificador), el intercambiador de calor y ciclón, la selección del quemador y un análisis del costo del equipo. Las características del gasificador son las siguientes: 25 kW de potencia, eficiencia del 60%, un diámetro de 0,30 m, temperatura máxima dentro del reactor de 600°C y temperatura externa de 35 °C, altura de 1,40 m, diámetro de 0,35 m y 0,105 m3 de capacidad de almacenamiento, además utiliza 11,60 kg de cascarilla de arroz por batch; para la generación del gas es necesario una relación de aire-combustible de 1,80 kg. de aire por cada kg. de combustible, para realizar esto se coloca un ventilador de 10 W y un caudal de aire de 33 CFM (56,1 m3/h). Se propone la compra de un intercambiador de calor tipo coraza y tubos de un paso para disminuir la temperatura del gas desde 600 °C hasta los 200 °C, utiliza agua como refrigerante, el diámetro del casco es de 100 mm, un largo de 0,25 m y se compondrá de 18 tubos, además el intercambiador utiliza un flujo de agua de 0,033 l/s; también se utiliza un ciclón para la limpieza del contenido de partículas que contiene el gas , las dimensiones del ciclón son de 0,85 m de altura y 0,25 m de diámetro y tendrá una eficiencia del 100% para partículas de 25 μm. Se propone como quemador los empleados en las cocinas de gas licuado de petróleo o gas natural (quemadores atmosféricos), estos tienen un diámetro de 180 mm y una capacidad de 14 kW (12 000 kcal/h). Adicionalmente se presenta un esquema simple de un quemador basándose en el principio de los quemadores atmosféricos, este tiene la forma de un cilindro de diámetro de 220 mm, 80 agujeros en la parte superior y 6 agujeros en la parte lateral de 12 mm de diámetro, y una altura de 130 mm. .Este esquema se realizó con la finalidad, de que; si se realiza el diseño en futuros proyectos similares, haya la posibilidad de implementarse al equipo diseñado en este proyecto. El costo de fabricación del equipo (unidad generadora de gas, intercambiador de calor, ciclón y accesorios) es de aproximadamente S/. 12 570, este costo incluye los materiales, equipos, mano de obra y costo de ingeniería.
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Diseño de un gasificador downdraft invertido de 2600 kcal/h que emplea cascarilla de arroz como combustible
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-13) Huaripoma Vega, Diego Alonso; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
La cascarilla de arroz es un residuo agrícola que se obtiene a partir del proceso de molienda de arroz. Este residuo se genera en grandes cantidades, sin embargo, cuenta con pocas aplicaciones de uso. El proceso de gasificación se presenta como una alternativa viable para el aprovechamiento de este residuo en aplicaciones térmicas. En la presente tesis se relacionan las propiedades de la cascarilla de arroz con los requerimientos del gasificador para lograr el diseño final. Se opta por el tipo downdraft invertido porque es adecuado para gasificar biomasa de baja densidad y tamaño pequeño como lo es la cascarilla de arroz. Mediante el proceso de gasificación se obtiene un gas combustible que posee un alto contenido de nitrógeno por lo que se le llama gas pobre. Para el diseño del gasificador se ha definido dos sistemas, el sistema de generación de gas pobre y el sistema de acondicionamiento de gas pobre. El sistema de generación de gas pobre está compuesto por un reactor, un sistema de suministro de aire y un sistema de retiro de cenizas. El sistema de acondicionamiento de gas pobre está compuesto por un ciclón. El gas combustible obtenido se utilizará en un quemador para generar calor. Las características del reactor son: potencia de 2600 kcal/h, eficiencia de 30 %, diámetro interior de 0,19 m, diámetro exterior de 0,24 m, altura total de 1,12 m, capacidad de 0,02 m3, temperatura máxima de reacción de 500 °C y temperatura exterior de 27,5 °C. El proceso se realiza por lotes y se necesitan 2,1 kg de cascarilla de arroz para que el sistema opere durante 3/4 de hora. El caudal de aire necesario para el proceso es 3,33 m3/h y es suministrado por un ventilador axial de 12 VDC. El retiro de cenizas se realiza mediante una rejilla pivotada cuyos agujeros tienen un diámetro de 0,008 m. Las características del ciclón son: diámetro interior de 0,16 m, altura total de 0,66 m y eficiencia de 50 % para partículas de ceniza de 10 μm. El quemador a usar puede ser del tipo atmosférico para GLP o gas natural. Se propone el diseño de un quemador simple con 80 agujeros de diámetro de 0,005 m para lograr una buena combustión. El gas pobre obtenido tiene bajo poder calorífico (< 6 MJ/m3), está libre de partículas con tamaño superior a 50 μm y posee alta temperatura. Estas características lo hacen apropiado para aplicaciones térmicas. El costo de fabricación del sistema (sistema de generación de gas y sistema de acondicionamiento) se estima en S/. 7.296,00 (siete mil doscientos noventa y seis nuevos soles). Esto incluye los materiales, mano de obra, equipos y costos de ingeniería.
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Diseño de un grupo hidroenergético Michell-Banki de 120 kW
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-07-23) Benites Príncipe, Johel Víctor; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia; Tupia Anticona, Walter Mariano
El presente trabajo busca ser una buena alternativa en la instalación de grupos hidroenergéticos en las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas que se construyen en el Perú y de este modo cubrir el déficit de electrificación en zonas rurales. Para ello, se ha planteado el diseño de un grupo hidroenergético que opere con una turbina estandarizada Michell- Banki debido a que esta turbina tiene una buena eficiencia dentro de un amplio rango de caudal, bajo costo y es de fácil fabricación local. La función principal del grupo hidroenergético es aprovechar la energía cinética de una caída de agua y transformar el trabajo técnico en el eje de la turbina en energía eléctrica para su uso en zonas rurales, de manera que se pueda mejorar la calidad de vida de los habitantes de estas localidades. Para el desarrollo de este trabajo se ha realizado el diseño hidráulico del rodete y del inyector, que son los principales componentes de la turbina. Esto se ha realizado mediante una metodología en la cual los únicos parámetros de entrada son la potencia de 120 kW generada en el eje de la turbina y el rango de variación de la velocidad específica de la turbina Michell-Banki. Las características nominales de la turbina son las siguientes: 120 kW generados en el eje de la turbina Michell-Banki, velocidad de giro igual a 1800 rpm, 82% de eficiencia hidráulica a plena carga, velocidad específica de la turbina igual a 100, caudal de diseño igual a 0.19 m3/s y salto neto igual a 75.4 m. Debido a las características de las turbinas Michell-Banki el grupo hidroenergético puede trabajar conservando una buena eficiencia en un rango de potencias desde 63.8 kW hasta 120 kW, en un rango de salto neto desde 50.8 m hasta 113.8 m y en un rango de caudal desde 0.11 m3/s hasta 0.22 m3/s. Una vez finalizado el diseño hidráulico se ha realizado el diseño mecánico de todos los componentes del grupo hidroenergético como eje del rodete, apoyos del eje del rodete, carcasa, bastidor, además de la verificación por resistencia del rodete y del inyector. Por otro lado, se ha diseñado la pieza de transición entre la salida de la tubería de presión de sección circular y la entrada del inyector de sección rectangular. Además, se ha seleccionado el generador eléctrico y se ha diseñado el sistema de transmisión de potencia entre la turbina y el generador, de tal manera que este gire a su velocidad de sincronismo. El costo del grupo hidroenergético de 120 kW utilizando una turbina Michell-Bank es aproximadamente S/. 40,391.97 considerando costos ingeniería, costos de fabricación y costos de equipos de compra directa.
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Diseño de una turbina michel banki para su implementación en el banco de ensayos de turbinas del laboratorio de energía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-08) Milla Arellano, Jordán Israel; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
En el presente proyecto se presenta una propuesta económica y versátil del acople de una turbina Michell Banki en el banco de ensayo de turbinas del Laboratorio de Energía ubicado en la sección de Ing. Mecánica. La tesis desarrollada abarca; la evaluación del banco de ensayo, a fin de utilizar la mayoría de recursos existentes en él y obtener los parámetros de operación de la turbina Michell Banki; el diseño hidráulico y mecánico de la turbina para el desarrollo de los planos; la implementación del banco con el propósito de indicar las modificaciones realizadas; y los costos para estimar la inversión del proyecto. Los parámetros de operación de la turbina son los siguientes: 200 W de potencia en el eje, velocidad de rotación de 1000 rpm, 70% de eficiencia, velocidad específica igual a 43, salto neto de 6,5 m y caudal de 4,7 l/s. Entre los principales componentes la turbina se obtuvo un rotor de 100 mm de diámetro y 35 mm de ancho; un eje de 15 mm de diámetro en la sección que acoge al rotor y de 28 mm en la sección más ancha; un inyector de 125 mm de largo, 23,3 mm de ancho y 26 mm de altura de garganta. El rotor será fabricado con acero inoxidable AISI 316L, el eje de AISI A570 y el inyector con acero ASTM A36 cubierto con pintura epóxica al cuidado de la corrosión. La principal modificación del banco de ensayo para el acople de la turbina está relacionada con el cambio de electrobomba y la incorporación de elementos como la pieza de transición y la tubería rectangular. De este modo se seleccionó una electrobomba monoblock de 1,9 HP de potencia, 3500 rpm, 18 m.c.a. y 4,5 l/s de caudal con alimentación 220/440 V, la cual puede trabajar con ambas turbinas (2990 rpm para Michell Banki y 3100 rpm para Pelton) según el acondicionamiento del banco de ensayo. Asimismo, el acople de la electrobomba requiere la fabricación de una brida de succión y una de descarga. El costo total del proyecto es de S/. 21,091.65, en donde está incluido S/. 16,000 por parte del diseño y S/. 5,091.65 por parte de la implementación (materiales y accesorios, fabricación y montaje).
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Diseño del sistema de extrusión de una peletizadora de matriz plana giratoria para procesar 10 Kg/h de aserrín
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-20) Norabuena Sotelo, Manuel Francisco; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
Se presenta el diseño del sistema de extrusión de una máquina peletizadora de matriz plana giratoria para procesar 10 kg/h de aserrín, cuyo producto final es un pellet de 6 mm de diámetro y 20 mm de largo. El sistema de extrusión, que es el corazón del equipo de peletizado, se compone de dos rodillos, una matriz plana y sistema de corte. El diseño permite la producción, a baja escala, de biocombustibles a partir de aserrín, de modo que su uso sea factible para procesos que requieran calor en lugares de generación de aserrín, como en aserraderos. El trabajo comprendió el análisis de los factores que afectan al diseño del sistema de extrusión, considerando las propiedades de la materia prima, las variables del proceso de peletizado y los atributos del pellet como producto final. De los factores estudiados, se identificó que la presión es el más importante, ya que influye en la densidad y la durabilidad del pellet. El valor de la presión depende de la resistencia del material y del área de contacto de los agujeros dentro de la matriz, el cual varía según la longitud y el diámetro. El funcionamiento del sistema de extrusión se basa en la rotación de la matriz para comprimir el aserrín a través de los agujeros gracias a los rodillos, formando pellets que serán cortados por una cuchilla. El diseño produce 15 780 pellets por hora y requiere aproximadamente de 2.03 kW de potencia para la compactación. Cuenta con una matriz plana fabricada de acero AISI 3215, de 150 mm de diámetro, 32 mm de espesor y tiene 24 agujeros con profundidad de avellanado de 60° de 3 mm, una longitud efectiva de 12 mm con 6 mm de diámetro y un alivio de 17 mm con 8 mm de diámetro. Por otro lado, los rodillos, fabricados de acero aleado AISI 3215 con superficie corrugada de extremos abiertos, tienen 80 mm de diámetro y 30 mm de ancho. Para el mecanismo de corte se usará una cuchilla de acero rápido AISI M2 de 2 mm de grosor, 80 mm de largo y 20 mm de ancho con un ángulo de filo de 45°.
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Estudio de la influencia del porcentaje de arcilla en la calidad de las briquetas de hojas de caña de azúcar mediante ensayos físicos y térmicos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-04-08) Vicente Vargas, Jan Braulio; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
En el presente trabajo se muestran los resultados de la calificación en la calidad de briquetas de hojas de caña de azúcar (HCA) por medio de ensayos físicos y térmicos, para distintas formulaciones elaboradas, siendo la variable el porcentaje de arcilla en un rango de [0-15%]. En primer lugar se procedió a clasificar las HCA dentro de la biomasa, para de esta manera estimar sus características físico-químicas, con el fin de predecir su comportamiento como combustible en un proceso de conversión energética. Luego se identificaron las técnicas y procesos para la elaboración de densificados a baja presión, realizando una breve descripción de los densificados y los factores que intervienen en su proceso. Seguidamente se relaciona la densificación con el proceso de aglomeración, ya que en este se evalúan y se relacionan los enlaces formados por los aglutinantes (arcilla y fécula), con los resultados obtenidos en la caracterización de las distintas formulaciones. Además, se mencionan los ensayos de evaluación de briquetas, los cuales permiten evaluar la calidad de las briquetas elaboradas. En el desarrollo de la parte experimental, se realizó tanto una caracterización física y química de la HCA, lo que permitió establecer una serie de pre-tratamientos, los cuales consistían en la reducción granulométrica de la HCA y un proceso intermedio de lavado el cual permitió reducir los índices de álcalis de las HCA y evitar problemas operacionales como la corrosión, incrustaciones (fouling) y las escorias (slagging). Una vez finalizado los pre-tratamientos, se procedió a realizar las 4 formulaciones de briquetas, siendo la estructura la siguiente: 75% HCA y 25% aglutinante (arcilla y fécula), del cual se varió el porcentaje de arcilla en [0 – 5 – 10 – 15%]. Para ello se realizó el proceso de densificado a baja presión utilizando una briqueteadora manual con una presión de trabajo de 150 bares. Una vez obtenida la briqueta se realizó el secado de la misma durante 4 horas utilizando un horno eléctrico a 90ºC. Por último, se realizaron los ensayos de resistencia a la compresión, impacto, esponjamiento y de combustión. De los cuales se obtuvo como resultado final, un promedio de las características que presentaba cada formulación en los ensayos descritos. A medida que se incrementa el porcentaje de arcilla como aglutinante en la mezcla, la calidad de la briqueta disminuye, obteniéndose como resultado briquetas con menor calidad y resistencia.
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Estudio experimental de la efectividad del proceso de lavado en la remoción de metales alcalinos respecto de variables del tiempo y temperatura de lavado aplicado a las hojas de caña de azúcar picadas con miras a su empleo en procesos de combustión
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-07-01) Tirado Ramos, Alejandro Manuel; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
En el presente trabajo se muestran los resultados obtenidos acerca de la mejora de las propiedades físicas y químicas de las hojas de caña de azúcar (HCA) a partir del lavado o lixiviación (pre-tratamiento físico), con miras a su uso en procesos de aprovechamiento energético como lo es la combustión. En primer lugar se procedió con la clasificación de la HCA con el objetivo de poder determinar su comportamiento en un proceso de combustión. Dentro de las características favorables resaltan su gran porcentaje de materia volátil y bajo contenido de nitrógeno (menores emisiones de óxidos nitrosos). Sin embargo, estas presentaron ciertas desventajas como, por ejemplo, su baja densidad (31.18 kg/m3); un tamaño de partícula en el orden de los centímetros; y por sobre todo, su alto contenido de álcalis (potasio, sodio, cloro, azufre), los cuales acarrean problemas operacionales como es la corrosión, ensuciamiento (fouling) y las escorificación (slagging). Se procedió a caracterizar las HCA vírgenes para establecer parámetros de partida previa al pre-tratamiento al cual iban a ser sometidas. Como parte del proyecto FINCYT (fondo para la innovación, ciencia y tecnología) se determinó que el método de pre-tratamiento de lavado o lixiviación sería el más efectivo debido a ensayos previos elaborados en la PUCP los cuales dieron resultados positivos, además de no afectar las propiedades químicas de la HCA. Luego de haber elegido el método, se fijaron parámetros de la temperatura del lavado a 80°C, 40ºC y 20ºC, un tiempo de residencia de 10 y 20 minutos, y las velocidades de agitación V1, V2, V3 manteniendo una variable constante de concentración líquido/sólido de 3,33%. De los ensayos se concluyó que al aumentar la temperatura de trabajo se generó una mayor reducción de alcális; lo mismo ocurrió al aumentar la velocidad de agitación y el tiempo pero en una menor escala de efectividad. De acuerdo a las curvas de los ensayos se concluyó que la mejor combinación de parámetros sería el ensayo a 20 minutos, 80ºC y a una velocidad de agitación V2. Finalmente, se comprobó que hubo una reducción de 62% en cuanto al índice de alcális, una reducción de 12% de contenido de Cloro, una reducción de 65% del radio de contenido, un aumento del 4% del índice de viscosidad y una reducción de 70% en cuanto al índice de incrustaciones (fouling).
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Mejoramiento de las propiedades de las hojas de caña de azúcar mediante el lavado con agua con miras a su empleo en procesos de co-combustión
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-09) Reyes Alarcón, José Alexander; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
En el presente trabajo se muestran los resultados sobre la mejora de las propiedades físicas y químicas de las hojas de caña de azúcar (HCA) por medio del lavado o lixivición (pre-tratamiento físico), lo cual hace factible su empleo en procesos de aprovechamiento energético como lo es la co-combustión. En primer lugar se procedió a ubicar las HCA dentro de la clasificación de las biomasas para obtener su caracterización físico-química en un ámbito global, con el fin de poder predecir su comportamiento en un proceso de co-combustión. Dentro de las características favorables resaltan su gran porcentaje de materia volátil y bajo contenido de nitrógeno (menores emisiones de óxidos nitrosos). Sin embargo, las HCA presentaron ciertas desventajas; como por ejemplo, su baja densidad (31.18 kg/m3) y su alto contenido de álcalis (índice de álcali = 0.75 e índice de fouling = 7.93); los cuales acarrean problemas operacionales como la corrosión, incrustaciones (fouling) y escorias (slagging). En la PUCP, el Grupo Carbón-Biomasa se encuentra estudiando la efectividad del proceso de lavado en la remoción de los metales alcalinos de las biomasas residuales secas. En este trabajo se aborda la aplicación de la técnica para las siguientes condiciones: uso de agua destilada, temperatura del lavado a 80°C y el tiempo de residencia de 30 minutos. Se analizaron nueve combinaciones; estudiando el impacto de la granulometría (Granulometrías: 1.18mm < HCA < 2.36mm; 2.36mm < HCA < 4.75mm; 4.75mm < HCA < 9.5mm) y la concentración sólido/líquido (Cw = 2.5%, 3.3% y 5%) en el rendimiento de dicho método. Se utilizó como medida de la efectividad del proceso de remoción, a la conductividad eléctrica del agua residual, con lo que se buscó inferir el grado de extracción de álcalis de las HCA; a mayor conductividad eléctrica en el agua residual, mayor cantidad de álcalis fueron sustraídos. Lo cual resultó, que en el rango de trabajo la granulometría afectaba de manera mínima la conductividad eléctrica; caso contrario de la concentración, siendo la Cw=5% la más efectiva. Dichos estudios fueron corroborados por medio de los análisis hechos a las HCA lavadas, donde resalta la reducción de los álcalis y el aumento del poder calorífico.
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Metodología para el dimensionamiento de un molino de martillo
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-02) Fermín Jiménez, Paul Jhosel; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
El presente documento comprende el desarrollo de una metodología para el dimensionamiento de un molino de martillos, las cuales tienen un potencial energético importante que debe ser aprovechada. Por un lado, se realiza una caracterización de los residuos agrícolas cañeros (RAC) con la finalidad de conocer las principales características del material a procesar. Por otro lado, se realiza el estado de arte de los principales equipos de molienda, principalmente, del molino de martillos; esto con la finalidad de conocer las ventajas y desventajas de cada tipo de molino y así compararlos con el molino de martillos. Asimismo, se analiza las principales tecnologías de los molinos martillos en la actualidad en base a investigaciones bibliográficas que exponen una comparación entre los molinos de martillos tradicionales con los de nueva tecnología, así como un estudio de materiales a triturar. Estas nuevas tecnologías incluyen información reciente y se aplica en el diseño de un molino de martillos. Finalmente, se desarrolla diagramas de flujo de la secuencia de cálculo para el dimensionamiento de los principales componentes mecánicos del molino de martillos, así como la propuesta para la metodología de ensayo para determinar las fuerzas de impacto sobre las hojas y con ello dimensionar los martillos del molino. Los principales componentes de un molino de martillos son: los martillos, disco porta-martillos, eje principal, perno de sujeción, disco de separación, carcaza del molino, motor eléctrico y la rejilla de filtro; sin embargo, en el presente documento se abarca solamente la metodología para el dimensionamiento de algunos componentes tales como los martillos, discos porta-martillos, perno de sujeción y eje principal debido a que estos son la base del principio de funcionamiento de un molino de martillos.
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Metodología para la obtención de la configuración de mínimas pérdidas tobera-inyector de una turbina Pelton para 33 l/s mediante simulación CFD
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-07) Calero Anaya, Sebastián; Assureira Espinoza, Estela de la Gracia
En el presente trabajo se desarrolla una metodología para determinar a la configuración de mínimas pérdidas entre 3 combinaciones distintas de ángulos tobera-aguja de una turbina Pelton: 110°-70°, 100°-70° y 110°-80°. Para ello, se simularon los 3 casos para un caudal de 33 l/s y un salto neto de 15 m en el paquete CFD Ansys Fluent. Se identificaron y modelaron las geometrías para cada caso, las cuales fueron subdivididas en mallas de elementos finitos más pequeños. El software resolvió las principales ecuaciones gobernantes de Mecánica de Fluidos (continuidad, cantidad de movimiento, turbulencia, entre otras) en cada elemento finito para poder determinar las pérdidas correspondientes a cada caso. Se encontró que la configuración de mínimas pérdidas es la de 110°-70° con unas pérdidas del 4.49% respecto de la presión total de entrada. Se contrastaron los resultados del presente estudio con los obtenidos por distintas fuentes. Finalmente, dado que se obtuvieron resultados similares a las fuentes, se valida la metodología. Se hubiera podido obtener resultados más similares y precisos de haber contado con mayores recursos computacionales.