Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
URI permanente para esta comunidadhttp://54.81.141.168/handle/123456789/6
El Repositorio Digital de Tesis y Trabajos de Investigación PUCP aporta al Repositorio Institucional con todos sus registros, organizados por grado: Doctorado, Maestría, Licenciatura y Bachillerato. Se actualiza permanentemente con las nuevas tesis y trabajos de investigación sustentados y autorizados, así como también con los que que fueron sustentados años atrás.
Ingresa a su web: Repositorio Digital de Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
Explorar
9 resultados
Resultados de búsqueda
Ítem Texto completo enlazado Diseño de sistema de enfriamiento de uvas de mesa con capacidad nominal de 510 kg/h(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-09) Pacheco Callirgos, Marco Augusto; Barrantes Peña, Enrique JoséEn la actualidad, el sector agroindustrial en el país para la exportación de uva de mesa está creciendo; en un mercado competitivo nace la necesidad de mejorar la cadena de frío para la exportación de la uva de mesa y poder ofrecer un mejor producto de calidad. En ese sentido, se necesita fijar unas ciertas características al producto para su exportación mediante un adecuado enfriamiento. Con este propósito, se desarrolló el diseño y selección de componentes de un sistema de enfriamiento de uva de mesa con capacidad nominal de 510 kg/h. Se tomó como referencia las normas alimentaria CODEX STAN 255-2007 y NTP 0.11.12.2005 para cumplir con los requisitos finales de temperatura de la uva. Además, se consideró lo estipulado en los manuales de ASHRAE “Refrigeration 2018” y “Fundamentals 2017”; así como las directrices del Código Nacional de Electricidad y el uso de programas CAD. La propuesta es un sistema de enfriamiento rápido de tipo túnel estático de aire forzado con capacidad nominal de 510 kg/h, con una temperatura del aire del túnel de -15°C, la temperatura de evaporación es de -20°C y la de condensación es de 40°C. El tiempo de enfriamiento de 7,61 h, además de una capacidad de refrigeración de 31,43 kW y el uso de refrigerante R404a. Las dimensiones del sistema de enfriamiento son de 6 300 x 5 300 x 3 500 mm largo, ancho y alto respectivamente; y con costo total de USD 101 083,57.Ítem Texto completo enlazado Numerical modeling of a transient state evaporator using object-oriented programming(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-06-20) Cárdenas Cabezas, Jian Eduardo; Barrantes Peña, Enrique JoséThis work presents the dynamic modeling of a refrigeration machine evaporator that uses CO2 (R744) as refrigerant fluid, for the cooling down of a liquid water stream, as required for instance by buildings air handling units. The main goal of such a work is to accurately model the transient evolution of the evaporator outlet superheat, which is one of the main parameters to control, due to its importance in refrigeration systems. A high value of superheat temperature reduces the performance of the system, while a low or null value can generate the suction of liquid which damages the compressor. The theory of moving boundaries [19] with grouped parameters has been used for so. This method allows a precise resolution with a low numerical weight. In this method, the evaporator is divided into only two regions: the two phase region and superheated steam region, in which the energy conservation and mass conservation equations are solved. By using only two control volumes, the number of equations to be solved is smaller, thus reducing the calculation time. The ultimate aim of this work is to serve as a mathematical model usable for the design of efficient refrigeration system controllers, which are one of the most practical ways to improve the performance of these machines. The results of a numerical analysis and of a sensitivity analysis, regarding to the influence of the heat convection coefficient of the two phase region, are also presented. For this sensitivity analysis, the maximum and minimum values available in the literature, see reference [7], have been used. According to this study, the convective coefficient ofCO2 varies from 8000 to 12000 W ·m−2 ·K−1. From this sensitivity analysis, it is observed that, despite the previously mentioned uncertainty about the convective coefficient value, the latter is not influential on the rest of the calculations and on parameters such as internal pressure, length of the two-phase lengths or superheat value. This is due to the fact that the thermal resistance of the liquid hot fluid is much higher than the cold fluid in the phase change region, the global heat transfer coefficient is thus more influenced by the hot fluid thermal resistance. A maximum error of 3 percent is finally estimated in the determination of the transient superheat temperature.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la fibra de ichu incorporada como aislante térmico a un sistema de construcción en seco para su uso en envolventes de viviendas rurales ubicadas en zonas climáticas frías del Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-04-04) Chea Gonzales, Felix Martin; Barrantes Peña, Enrique JoséLa presente investigación propone incorporar la fibra natural de Ichu como aislante térmico en el sistema de construcción en seco (drywall). Su uso mitigaría la pérdida de calor de envolventes en viviendas de zonas climáticas frías del Perú. Esta investigación recopila datos sobre la conductividad térmica de un emparedado de fibrocemento con conglomerado de Ichu y además los compara con los obtenidos paralelamente de muestras con otro aislante térmico para la obtención de resultados relativos. El objetivo es recomendar un sistema estandarizado que incorpore recursos naturales. Es una investigación aplicada, experimental, cuantitativa y comparativa que analiza las cualidades del Ichu y su relación con otros materiales utilizados. Se ejecutó el procedimiento planificado de ensayos en laboratorio con un equipo de placa caliente que permitió determinar la cualidad de aislante térmico del material compuesto por fibrocemento y conglomerado de fibra de ichu; fueron un total de 45 mediciones que arrojaron el valor promedio de conductividad térmica ƛ = 0.1078 W/m. K con una precisión de +/- 5%, paralelamente se realizaron el mismo número de mediciones para los especímenes con lana de vidrio como aislante obteniéndose el valor promedio de conductividad térmica ƛ = 0.0848 W/m K. También se calculó también el coeficiente de conductividad térmica de los rellenos obteniendo ƛ = 0.0943 W/m. K para el conglomerado de Ichu y 0.0729 W/m. K para la lana de vidrio. Estos resultados descriptivos de la adaptación de las teorías de la transferencia de calor a la situación particular de los emparedados propuestos en el estudio, permiten sugerir una equivalencia funcional entre ellos al igualar sus resistencias térmicas mediante la variación del espesor del relleno, basados en la correlación teórica producto de la aplicación de la ecuación de conductividad térmica de la de ley Fourier, estas equivalencias se plantean cuantitativamente para un rango de anchos comerciales y usuales en el sector de la construcción. Además, se evaluaron en este trabajo aspectos de impacto ambiental, eficiencia energética y costos económicos que favorecieron a la propuesta con Ichu.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de calefacción solar activo de 5,8 kw para viviendas unifamiliares rurales ubicadas en Mazocruz(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-30) Hoyos Avalos, Luis Alonso; Barrantes Peña, Enrique JoséEn el presente trabajo se ha desarrollado la ingeniería para el diseño de un sistema activo de calefacción solar cuyo objetivo será brindar condiciones de confort térmico durante las noches a una vivienda unifamiliar ubicada en Mazocruz. De esta manera, las familias podrán enfrentar las temperaturas mínimas ocasionadas en su mayoría durante el periodo de heladas. Para lograrlo, se utilizó el método de diseño en Ingeniería Mecánica basado en la recomendación VDI 2221 “Métodos para el desarrollo y diseño de sistemas técnicos y productos” como herramienta para obtener una propuesta de solución que cumpla con las exigencias particulares del proyecto. El diseño plasmado consiste en una unidad de 5,8 kW de capacidad térmica que logra mantener una temperatura interior de 20 °C, durante un periodo nocturno de 12 horas, gracias a la transferencia de calor de aire forzado a 40 °C. El sistema se encuentra conformado por un colector térmico solar de doble placa corrugada de 35,6 m2, dos acumuladores térmicos de 2,9 m3 cada uno, un ventilador en ducto de 1,13 kg/s a 395,7 Pa y un arreglo de ductos metálicos rectangulares, adecuados para su disposición sobre techo. En esta tesis se han incluido el cálculo de dimensionamiento de los equipos, las verificaciones mecánicas de los componentes y planos de ingeniería. El costo total por el diseño técnico, suministro de materiales y fabricación en taller se ha estimado en S/ 41 247.00.Ítem Texto completo enlazado Implementación de una cámara de refrigeración para almacenamiento de palta hass con una capacidad de 1680 toneladas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-31) Saldívar Galarza, Rafael Jorge; Barrantes Peña, Enrique JoséEl presente proyecto consiste en implementar una cámara de refrigeración para el almacenamiento de 1680 toneladas de palta Hass, la cual debe trabajar a una temperatura ambiente de +5° C. El producto es almacenado en paletas, las cuales se distribuyen en un sistema de almacenamiento conocido como estantes (racks) acumulativos. Para obtener la temperatura del aire al interior de la cámara, se usó un sistema de refrigeración con R-717 (Amoniaco) bombeado; debido a su alta eficiencia y bajo potencial de calentamiento global (de su sinónimo en inglés PCG) en comparación a los refrigerantes sintéticos (Cero Grados Celsius 2015). El diseño final se basó en las necesidades de producción del cliente en alta demanda (toneladas por día) y en el estudio de catálogos y manuales de refrigeración para la selección de equipos de la cámara frigorífica. El sistema de refrigeración con R-717 bombeado, tiene como principales componentes: un compresor de tornillo, un motor asíncrono trifásico, un condensador, evaporadores simple efecto, válvulas de expansión, tanques presurizados (tanque separador y tanque recibidor), bombas de amoniaco, dispositivos de seguridad (presostatos) y dispositivos de control (termostatos). Para el aislamiento, se consideraron paneles de poliestireno expandido de 100 mm de espesor. Finalmente, para la parte estructural se consideraron perfiles de acero galvanizado, teniendo como medidas finales de la cámara frigorífica: 53.5 m (L) x 23.2 m (A) x 9.6 m (H). El trabajo realizado contempló el cálculo de cargas térmicas, la selección de los principales equipos de refrigeración y el cálculo de tuberías. Adicionalmente, en los anexos se muestran ejemplos de selección usando softwares y catálogos. Finalmente, se muestra el detalle del costo estimado para la implementación de la cámara de refrigeración el cual asciende a $ 602,123.Ítem Texto completo enlazado Estudio y comparativa de condiciones ambientales de almacenamiento óptimas para la preservación de archivos magnéticos, ópticos y fílmicos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-02) Farfán Burga, Eduardo Alejandro; Barrantes Peña, Enrique JoséActualmente en el Perú no se presta mucha importancia hacia lo que es la preservación de la documentación y menos aun cuando se trata de archivos de décadas pasadas tales como archivos magnéticos (VHS, casetes, discos duros), material fílmico (fotografías analógicas, archivos de películas) o hasta formatos más recientes como lo son los medios ópticos (CDs, DVDs, Blu-Ray). El presente trabajo busca definir los parámetros que afectan en el deterioro de estos archivos y a partir de ello, comparar las condiciones ambientales óptimas que favorecen a una adecuada preservación de cada medio de almacenamiento. En primer lugar, se describirá el principio de funcionamiento de cada tipo de archivo/documentación, a partir del cual se podrá explicar cómo es que este podría verse afectado negativamente por el ambiente que lo rodea. Se mencionará cuál es la interacción del ambiente con el medio de almacenamiento y cómo es que este afecta a sus propiedades físicas como químicas acelerando así su deterioro. Después de ello, se listarán aquellos parámetros que son los responsables de los distintos mecanismos de deterioro presentados y se definirán los rangos de valores adecuados de estas variables para la óptima preservación de estos archivos y lograr alargar el tiempo de vida de ellos. A su vez, se hará una comparativa de los rangos óptimos de los parámetros de cada medio para verificar si podrían almacenarse conjuntamente. Finalmente se recomendarán valores de estos parámetros de acuerdo a diferentes contextos como lo son: Las condiciones ambientales externas, si se desea una preservación a mediano plazo o a largo plazo, si la preservación se desea lograr a nivel de institución o a nivel doméstico.Ítem Texto completo enlazado Determinación de parametros de conservación para la uva de mesa(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-23) Pacheco Callirgos, Marco Augusto; Barrantes Peña, Enrique JoséEn la actualidad, la producción de uva de mesa para la exportación en el Perú está en un continuo crecimiento. Este sector está marcado por fuertes competidores, es por ello que se necesita proporcionar ciertos requerimientos y características al producto para la exportación. El presente trabajo hace una revisión de los sistemas de cosecha y post cosecha que se siguen para la uva de mesa, con el fin de determinar parámetros para una adecuada conservación post-cosecha de la uva; es decir, el enfriamiento y la conservación en almacenes refrigerados para la uva de mesa. Se revisaron diversos estudios, guías y referencias para determinar parámetros de velocidad de aire en enfriamientos por aire forzado, velocidad de aire en los almacenes refrigerados, condiciones de humedad relativa, influencia del empaquetado en tiempo de enfriamiento y perdida del agua en la uva. Finalmente, se concluyó que para un enfriamiento rápido y eficiente se necesita un enfriamiento de aire forzado con velocidades entre 2.0 a 3.5 m/s, 90 a 95% de humedad relativa y temperatura final de la uva de -0.5 a -2°C. Para las condiciones de almacén refrigerado, velocidades de 0.2 a 0.5 m/s, temperaturas de -0.5 a -2°C, con humedad relativa entre 90 a 95% de humedad relativa, además de un tratamiento periódico de SO2 para el control fungicida. Finalmente, se concluyó que usar bolsas de polietileno o envases rígidos de polietileno (clamshell) va a depender de las prestaciones de la instalación. Usar bolsas de polietileno favorecen a una mejor conservación de la uva, al tener una menor perdida de agua que con envases rígidos de polietileno. Por otro lado, el uso envases rígidos de polietileno (clamshell) favorecen a un menor tiempo de enfriamiento que usar bolsas de polietileno. Estos parámetros van a ser esenciales a la hora de definir las condiciones de operación de un enfriador de aire forzado. En el análisis de tiempo enfriamiento para la uva Red Globe se obtuvo un tiempo de 7 horas y 36 minutos para enfriar la uva desde 30°C a -2°C con una temperatura de medio de -15°C y velocidad de aire de 2.0 m/s.Ítem Texto completo enlazado Estudio de las alternativas de sistemas de refrigeración por adsorción(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-01-13) Bravo Paredes, Leonardo; Barrantes Peña, Enrique JoséEn el presente trabajo se analiza la propuesta del empleo de sistemas de refrigeración por adsorción como alternativa a los sistemas convencionales de compresión de vapor. Se presentan los tipos de adsorción y su aplicación en la refrigeración, caracterizada principalmente a nivel comercial por su uso en chillers. Se encuentran algunas ventajas, en primer lugar, porque puede ser energizado por fuentes de calor de bajo nivel y renovable, como la energía solar, y en su forma básica prácticamente no requiere de energía eléctrica. Además, los sistemas basados en adsorción física se destacan por su baja complejidad y facilidad de mantenimiento. Seguidamente, se realiza una revisión de algunos pares de adsorción empleados en sistemas de refrigeración resaltando sus principales características y comparándolos brevemente según su desempeño e impacto ambiental. Posteriormente, se presentan algunas relaciones encontradas en la literatura, tanto para el estudio del proceso de equilibrio de adsorción según el par de adsorción como para el análisis termodinámico del sistema, así como algunos parámetros de desempeño, como el PER y COP eléctrico que permiten su comparación con otros sistemas de refrigeración. Finalmente, se comentan algunos ciclos que permiten mejorar y aprovechar los procesos de transferencia de calor y masa para obtener un mejor desempeño global. De este modo, se presenta este tipo de sistema como una alternativa que permitiría satisfacer las necesidades de refrigeración y reducir la dependencia de fuentes primarias no renovables.Ítem Texto completo enlazado Comparación de tipos de enfriamiento evaporativo mediante modelos analíticos y experimentales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-25) Cabrera Pasache, Klisman César; Barrantes Peña, Enrique JoséEl presente trabajo de investigación presenta un análisis del enfriamiento evaporativo, ya que se buscan alternativas distintas al sistema convencional por compresión de vapor por su alto consumo de energía y uso de refrigerantes de clorofluorocarbono, que afectan negativamente al medio ambiente; de manera contraria, el enfriamiento evaporativo usa el agua como refrigerante, además de poseer un menor consumo de energía, ya que usa normalmente una bomba centrífuga en vez de un compresor. El objetivo principal del documento es comparar los diferentes tipos de enfriamiento evaporativo para establecer el más apropiado para una aplicación de climatización. En primer lugar, se presentará una descripción de los conceptos y características de los tipos de enfriamiento, así como sus desventajas y desventajas, luego se realizará un análisis de transferencia de calor y masa para los tipos de enfriamiento evaporativo planteados y se plantearán modelos tanto analíticos como experimentales que permiten predecir características importantes como la temperatura y humedad que resultan del proceso. Finalmente, se evaluarán todos los modelos planteados para evaluar su comportamiento y luego se realizará una comparación en base a los resultados obtenidos. Se concluyó que el mejor tipo de enfriamiento evaporativo para una aplicación de climatización es el Dew Point Evaporative Cooling por su mayor capacidad para obtener una temperatura menor a su salida, a pesar de su mayor complejidad para su fabricación.