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Título : Análisis, mejoramiento, optimización e implementación de un sistema de encendido con microgeneración hidráulica de un calefón a gas para evitar el uso de pilas
Autor : Lemache Rivera, Jeferson Xavier
Uquillas Lescano, Marcos Paul
Director(es): Moreno Romero, Telmo Jesús
Tribunal (Tesis): Vera Luzuriaga, John German
Palabras claves : TECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIERÍA;MECÁNICA;MICROGENERACIÓN HIDRÁULICA;ANSYS (SOFTWARE);DINAMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL;ANÁLISIS ESTRUCTURAL;HIDROGENERADOR;SIEMENS NX (SOFTWARE)
Fecha de publicación : 30-jun-2020
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Lemache Rivera, Jeferson Xavier; Uquillas Lescano, Marcos Paul. (2020). Análisis, mejoramiento, optimización e implementación de un sistema de encendido con microgeneración hidráulica de un calefón a gas para evitar el uso de pilas. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba
Identificador : UDCTFM;15T00739
Abstract : The present research aims to analyze, improve, optimize and implement an ignition system with hydraulic microgeneration of a gas boiler to avoid the use of batteries. The methodology based on the state of the art started from an extensive bibliographic search to the parametric configuration of redesign of a hydrogenerator. The input variables applied to the current model were measured experimentally to determine a complete redesign of the geometry. A complete CFD and structural analysis was performed using ANSYS software of the initial and final design of the micro hydrogenerator based on the new conditions. The geometry of the device was redesigned based on the results of the simulations. The 3D modeling was done in the Solid Works software. For the construction of the final redesign, CNC machining techniques were used, using the instruments of the CAD CAM laboratory at the Faculty of Mechanics and the Siemens NX software. Functionality was tested by measuring input and output variables, marking the behavior of the generating device, and simulating it in a transfer function in Matlab´s Simulink tool. A comparative cost analysis of the first model and the final redesign was carried out to determine the cost and benefit margin. New geometries were obtained related to the diameters and variation of the number of turbines blades, thickness increase and material change. The flow speed was three times higher and the pressure six times higher than the first model, a máximum voltage of 16.6V and 0.301A current was obtained. The cost-benefit factor was 1.1. Finally, an optimal redesign was obtained under the current conditions of use, demonstrating a considerable increase in power and an acceptable economic viability accomplishing the objectives.
Resumen : El presente trabajo de titulación tuvo como objetivo analizar, mejorar, optimizar e implementar un sistema de encendido con microgeneración hidráulica de un calefón a gas para evitar el uso de pilas. La metodología basada en el estado del arte partió de una extensa búsqueda bibliográfica hasta la configuración paramétrica del rediseño de un hidrogenerador. Se midió de forma experimental las variables de entrada aplicadas al modelo actual, para con ellas determinar un completo rediseño de la geometría. Se realizó un completo análisis CFD y Estructural mediante el uso del software ANSYS del diseño inicial y final del micro hidrogenerador basándose en las nuevas condiciones. Se rediseño la geometría del dispositivo basándose en los resultados de la simulación. Se realizó el modelado 3D en el software SolidWorks. Para la construcción del rediseño final, se utilizó técnicas de maquinado CNC utilizando los instrumentos del Laboratorio CAD CAM de la Facultad de Mecánica y el software Siemens Nx. Se puso a prueba de funcionalidad midiendo las variables de entrada y salida, marcando el comportamiento del dispositivo generador y simulándolo en una función transferencia en la herramienta Simulink de Matlab. Se realizó un análisis comparativo de costos del primer modelo y del rediseño final para con ello determinar el margen de costo y beneficio. Se obtuvo nuevas geometrías relacionadas con los diámetros y variación del número de alabes de la turbina, aumento de espesores, cambio de material. La velocidad del flujo fue tres veces superior y la presión seis veces superior al primer modelo se obtuvo un voltaje máximo de 16,6V y 0,301 A de corriente. El factor de Costo/Beneficio fue de 1,1. Finalmente se obtuvo un rediseño óptimo bajo las condiciones de uso actual, demostrando un aumento considerable en la potencia y una viabilidad económica aceptable cumpliendo con los objetivos.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/14313
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