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Transferencia de Calor y Materia durante la Fritura de Trozos de Ñame (Dioscórea alata)/ Heat and Mass Transfer during the Frying of Slices of Yam (Dioscórea alata)

Alvis, Armando; Cortés, Luis E; Páez, Manuel
2009-01-01

Resumen en español En el presente trabajo se analizó la transferencia de calor y materia durante el freído de trozos de ñame en aceite de soya a 140, 160, 180°C. Los coeficientes de transferencia de calor y materia fueron determinados a partir de las gráficas de las relaciones adimensionales de temperatura y concentración de humedad versus tiempo. Los coeficientes de transferencia de calor y materia se incrementaron al aumentar la temperatura del aceite. Para la variedad de ñame llam (mas) ada Pico de Botella, la pérdida de humedad durante el freído por inmersión a distintos tiempos disminuyó con el aumento de la temperatura del aceite. Se encontraron valores del coeficiente de difusión de humedad de 1.95, 2.59 y 3.24 x 10-9 m²/s, para las tres temperaturas de freído estudiadas Resumen en inglés Heat and mass transfer during frying slices of yam in soybean oil at 140, 160, 180 °C were studied. Heat and mass transfer coefficients were determined from the relation between dimensionless temperature and moisture concentration and time, respectively. The heat and mass transfer coefficients increased as the temperature of the oil increased. For the variety of yam known as Pico de Botella, moisture loss during deep fat frying at different times decreased with increasin (mas) g temperature of the oil. Values of diffusion coefficient of moisture were 1.95, 2.59 and 3.24 x 10-9 m²/s, for the frying temperatures considered in the study

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Efecto de la temperatura y la humedad relativa en los parámetros productivos y la transferencia de calor en pollos de engorde/ Effect of temperature and relative humidity on the productive behaviour and the transfer of heat in broilers

Estrada-Pareja, Mónica M; Márquez-Girón, Sara M; Restrepo Betancur, Luis F
2007-09-01

Resumen en español Para lograr máximos rendimientos productivos en las explotaciones de pollo de engorde, es imprescindible manejar un entorno adecuado que les proporcione a las aves las condiciones ambientales óptimas. En este trabajo se evaluó el efecto de la temperatura y la humedad relativa en la respuesta productiva y transferencia de calor en pollos de engorde, con el propósito de establecer la zona termo-neutral en el microclima de la hacienda Vegas de la Clara (nordeste antioque (mas) ño, Colombia), para optimizar los modelos de producción. En la primera parte del trabajo, se determinó, mediante un análisis estadístico descriptivo exploratorio el comportamiento térmico de los pollos de la línea Ross en la etapa de cría, midiendo los cambios de temperatura corporal desde el nacimiento (heterotermos con temperatura corporal de 39.741 ± 0.44 ºC), hasta que alcanzaron la condición de endotermos (temperatura corporal: 40.37 ± 0.221 ºC); al finalizar ésta etapa fue determinada la homogeneidad del lote, en cuanto a pesos corporales, con el propósito de obtener uniformidad en las unidades experimentales (pollos) para llevar a cabo la fase experimental correspondiente a la etapa final del periodo productivo. En la fase experimental, se evaluó los efectos de tres diferentes temperaturas (19, 25, y 31 ºC) a una humedad relativa del 75% en la transferencia de calor y en el rendimiento productivo, por medio de consumo de alimento, peso corporal, conversión alimenticia y morbi – mortalidad. Mediante la aplicación de la técnica de MANOVA con contrastes canónicos y un diseño de estructuras completamente aleatorizado se determinó que el mejor comportamiento productivo para el peso corporal y la conversión alimenticia se obtuvo a una temperatura de 19 ºC (p0.05). Resumen en inglés To achieve maximum productive yields in broiler production, it is indispensable to manage an appropriate environment that provides to the birds the good environmental conditions. In this work the effect of temperature and relative humidity in the productive performance and transfer of heat in broilers was evaluated, with the purpose of establishing the thermal comfort zone in the microclimate of Vegas de la Clara farm (Nordeste antioqueño, Colombia), to optimize the prod (mas) uction models. In the first part of the work, the behaviour of breed Ross chickens in the breeding stage was determined by means of an exploratory descriptive statistical analysis, measuring changes of corporal temperature from birth (heterothermos with (corporal temperature of 39.741 ± 0.44 ºC), until the chickens reached the endothermos condition (corporal temperature of 40.37 ± 0.221 ºC); when concluding this stage the homogeneity of the lot was determined, concerning body weight, with the purpose of obtaining uniformity in the experimental units (chickens) to carry out the experimental phase corresponding to the final stage of the productive period. In the experimental phase, the influence of three different temperatures (19, 25 and 31 ºC) with a constant relative humidity of 75% on heat transfer and broiler productive yield as measured by food consumption, body weight, nutritional conversion and morbi–mortality, was evaluated. The results were evaluated by MANOVA with canonical contrasts and a totally randomized design of structures. The best productive behaviour to body weight and nutritional conversion was obtained at a temperature of 19 ºC when compared to the other treatments (p0.05).

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Modelación y Simulación de la Transferencia de Calor en Muros de Bloque de Concreto Hueco/ Modeling and Simulation of Heat Transfer in Hollow Concrete Block Walls

Borbón, Ana C; Cabanillas, Rafael E; Pérez, Jesús B
2010-01-01

Resumen en español Se presenta el estudio de transferencia de calor en un muro de bloques de concreto con cavidades, para conocer su resistencia térmica. Se plantea un modelo teórico unidimensional en estado estacionario, considerando conducción, radiación y convección. El problema se resuelve numéricamente utilizando el método iterativo de Gauss-Seidel. La simulación se efectúa en forma horaria para dos días en condiciones extremas de temperatura ambiente. Se obtiene un valor pro (mas) medio de la resistencia térmica de 0.18 °Cm²/W, con variaciones de 2.3% a 23%. Las aportaciones al flujo total de calor por cada mecanismo son de 25%, 19% y 56%, para conducción, convección y radiación respectivamente. El muro presenta valores de resistencia térmica que tienden a disminuir con el aumento de los diferenciales de temperatura, aspecto que desfavorece su uso para climas cálidos, siendo la radiación el mecanismo que más favorece la transferencia de calor Resumen en inglés This paper presents a heat transfers study in a hollow concrete blocks wall to know its thermal resistance. A one dimensional steady-state model was developed, which includes conduction, radiation and convection. The model was solved numerically using Gauss-Seidel iterative method. The simulation was run hourly for two days in climatic extreme conditions. The thermal resistance average value obtained was 0.18 °Cm²/W with variations of 2.3% to 23%. The average contributi (mas) on to the total heat flow for every transfer mechanism is: 25%, 19% and 56% by conduction, convection and radiation respectively. The wall presents thermal resistance values which tend to decrease with the increase of temperature differential. This aspect presents disadvantages for thermal behavior in warm climate and the radiation into the block cavity is the most important heat transfer process across the wall

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RESULTADOS DE LA APLICACIÓN DE LA METODOLOGIA DE AUTOAPRENDIZAJE DEL METODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS A CASOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR/ RESULTS OF THE APPLICATIONS OF METHODOLOGY IN THE SELF-LEARNING METHOD OF THE FINITE ELEMENTS TO CASES OF HEATING TRANFERENCES

Farias F, Abraham; Salinas S, Gonzalo
2006-04-01

Resumen en español Este trabajo muestra la metodología y los resultados alcanzados por un estudiante ingeniería de ejecución en mecánica de rendimiento académico sólo regular, al desarrollar un proceso de autoaprendizaje del método de los elementos finitos aplicados a la problemática de transferencia de calor, utilizando un software comercial. Los resultados alcanzados permiten concluir que el uso de esta metodología fue la adecuada y permitió al sujeto de estudio alcanzar un mane (mas) jo adecuado del software, satisfactorio dentro de los criterios de evaluación del tipo de dominio, los que demostraron que había alcanzado las competencias necesarias para solucionar un conjunto importante de problemas típicos que involucran fenómenos de transferencia de calor Resumen en inglés This paper illustrates the procedures used by an undergraduate engineering student of just mediocre academic standing, when developing a self-learning process using a commercial finite element method package for heat transfer problems. The results show that the student's methodology was correct and allowed her/him to reach a satisfactory understanding of the software according to the criteria used in the application domain. We conclude that this methodology allows the students to achieve the required capabilities for resolving a significant set of heat transfer problems

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Efecto en la hidrodinámica y transferencia de calor del desfasamiento entre placas de un intercambiador de calor de placas onduladas

Romero-Méndez, Ricardo; Mihir, Sen; Walfre, Franco; Hernández-Guerrero, Abel
2001-09-01

Resumen en portugués Resumo Foi utilizado um programa numérico para obter informação com respeito aos campos de velocidade, pressão e temperatura de um canal que se assemelha a parte central de um transformador de calor de placas enrugadas. Os resultados buscam analisar o efeito da diferencia de ângulo de fase entre placas no desempenho global do transformador de calor. O problema necessitou da solução da hidrodinâmica e transferência de calor, sob condições bidimensionais de estad (mas) o permanente com fluxo laminar no canal formado por duas placas sinusoidais de igual largura e tamanho de onda entre as quais existe uma diferencia de temperatura. Foi considerado um domínio computacional suficientemente grande que inclui várias enrugações para poder assumir condições periódicas para uma largura de onda de uma enrugação. Apresentam-se resultados de transferência de calor local e global analisados para uma escala de ângulos de desfasamento entre placas. O resultado foi uma conFiguração para a qual a relação de transferência de calor adimensional global à caída de pressão adimensional é máxima. Os resultados obtidos são explicados pela relação dos campos de velocidade e temperatura obtidos na simulação numérica. Resumen en español Resumen Se utilizó un programa numérico para obtener información respecto a los campos de velocidad, presión y temperatura de un canal que asemeja la parte central de un intercambiador de calor de placas corrugadas. Los resultados buscan analizar el efecto de la diferencia de ángulo de fase entre placas en el desempeño global del intercambiador de calor. El problema requirió la solución de la hidrodinámica y transferencia de calor bajo condiciones bidimensionales (mas) de estado permanente con flujo laminar en el canal formado por un par de placas sinusoidales de igual amplitud y longitud de onda entre las cuales existe una diferencia de temperatura. Se consideró un dominio computacional suficientemente largo que incluye varias corrugaciones para poder asumir condiciones periódicas para una longitud de onda de una corrugación. Se presentan resultados de transferencia de calor local y global analizados para un rango de ángulos de defasamiento entre placas. Se obtuvo una conFiguración para la cual la relación de transferencia de calor adimensional global a caída de presión adimensional es máxima. Los resultados obtenidos son explicados por la relación de los campos de velocidad y temperatura obtenidos en la simulación numérica. Resumen en inglés Summary A numerical program was used to obtain information on the velocity, pressure and temperature fields of a channel geometry that resembles the central part of a corrugated plate heat exchanger. The focus is to analyze the effect that dephasing sinusoidal plate corrugations has on the overall heat transfer performance of the heat exchanger. The problem is described by the two-dimensional, steady-state flow field and heat transfer in a channel formed by a pair of equa (mas) l amplitude and wavelength sinusoidal plates at different temperatures. A sufficiently long channel with several corrugations is considered so that periodic boundary conditions over one wavelength are assumed in the flow inside the inner corrugations and the flow is assumed to be laminar. Results involving local and overall heat transfer as a function of plate dephasing are presented. The pressure drop across a single corrugation is also considered. An optimum conFiguration is determined for which the ratio of dimensionless heat transfer to dimensionless pressure drop is largest. The results are explained in the light of the hydrodynamic and thermal characteristics obtained in the numerical simulation.

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Determinación del Coeficiente de Transferencia de Calor a Través de una Aplicación de Computadoras/ Determination of Heat Transfer Coefficient through Computer Application

Alvis, Armando; Caicedo, Isaac; Peña, Pierre
2010-01-01

Resumen en español Se describe un procedimiento de evaluación del coeficiente de transferencia de calor en operaciones industriales. Se presenta un modelo matemático sencillo de determinación del coeficiente convectivo de transferencia de calor usando el software DCAL (Determinación de Coeficiente de Transferencia de Calor durante un Calentamiento). Para validar el modelo se usaron datos experimentales de muestras procesadas por tratamiento térmico, utilizando diferentes temperaturas y (mas) tiempos de proceso. Los datos experimentales fueron procesados automáticamente por el software, para la generación de gráficas y determinación de un coeficiente de transferencia de calor optimizado. Se concluye que la metodología descrita sirve para el cálculo del coeficiente convectivo cuando no hay resistencia interna a la transferencia de calor Resumen en inglés The evaluation of the heat transfer coefficient for its use in industrial operations is described. A simple mathematical model to determine the heat transfer convective coefficient using the DCAL software (Determination of Heat Transfer Coefficient during a Heating). To valídate the model experimental data of samples processed by thermal treatment using different temperatures and process time were used. The experimental data was automatically processed by the software, t (mas) o genérate graphs and to determine an optimum heat transfer coefficient. The main conclusión was that the methodology described is useful to the compute of convective coefficient when there is no inside heat transfer resistance

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Determinación del coeficiente global de transferencia de calor en secaderos rotativos de cáscara de limón/ Determination of global heat transfer coefficient in lemon peel rotary dryers

Golato, Marcos A.; Ruiz, Hugo; D`Angelo, Juan F.; Aso, Gustavo; Paz, Dora
2005-12-01

Resumen en español En la bibliografía consultada no se encontraron trabajos de secado de cáscara de limón en secaderos rotativos. Se realizaron ensayos de medición en secaderos rotativos de cáscara de limón en una instalación agroindustrial del noroeste argentino. Se desarrolló un modelo matemático semiempírico mediante la resolución de los balances de materia y energía. Se obtuvo una correlación estadística para la predicción de los coeficientes globales volumétricos de transferencia de calor aparentes para secaderos rotativos de cáscara de limón. Resumen en inglés No papers on lemon peel drying in rotary dryers were actually found in the sources consulted. Measurement tests were carried out in the assessment of rotary dryer systems used to dehydrate lemon peel in an agroindustrial plant of Northwestern Argentina. A semiempirical mathematic model was developed solving mass and energy balances. A statistical correlation for predicting global heat transfer coefficient in rotary dryer lemon peel dehydration was obtained.

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Aprendizaje Basado en Competencias Aplicado a una Asignatura de Transferencia de Calor/ Competency-Based Learning Applied to a Heat Transfer Course

Regalado-Méndez, Alejandro; Peralta-Reyes, Ever; Báez-González, Juan G
2011-01-01

Resumen en español En este trabajo se diseñó una metodología de aprendizaje basado en competencias, que consta de un crucigrama de horizontales y verticales, en el se encuentran conceptos básicos de termodinámica, principios de la transferencia de calor, teoría general de sistemas y ecuaciones diferenciales. También se diseñó un cuestionario para evaluar la actitud y conocimientos de los estudiantes. Este consiste en tres tipos de autoevaluación, homogénea y heterogénea. Se enco (mas) ntró que la mayoría de los estudiantes demostraron buena actitud y mejoraron la adquisición de conocimientos. Se concluye que la metodología es apropiada para aumentar la comprensión global en el proceso de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes Resumen en inglés A learning methodology based on competences was designed. The method consists of a horizontal and vertical crossword in which basic concepts of thermodynamic, principles of heat transfer, general systems theory and differential equations are included. Also, a questionnaire to assess attitudes and knowledge of students was designed. This consists of self-assessment, homogeneous-assessment and heterogeneous- assessment. It was found that most students had positive attitudes (mas) and improved knowledge acquisition. It is concluded that the methodology is appropriate for increasing global understanding in the teaching-learning process of students

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Evaluación del proceso de cocción para obtener un confite duro a partir de pulpa de araza (Eugenia stipitata)/ Evaluating the cooking process for obtaining hard candy from araza (Eugenia stipitata) pulp

Rodríguez Sandoval, Eduardo; Bastidas Garzón, Patricia
2009-08-01

Resumen en español Este proyecto se enfoca en la elaboración de un confite duro de arazá donde se utiliza como solución edulcorante: jarabe de glucosa y azúcar invertido, los cuales son sometidos a un proceso de cocción junto con la pulpa de la fruta para concentrarla. Durante el proceso de elaboración se realizaron diversas mediciones, como son, temperatura y tiempo de la cocción, viscosidad y sólidos solubles. Finalmente, se hizo un balance de transferencia de calor en un tanque a (mas) gitado empleando los datos obtenidos experimentalmente. La mejor formulación para la producción de un confite duro de arazá fue 15% de pulpa de fruta, 2% de pectina con respecto a la cantidad de pulpa y 85% de solución de azúcar con una relación 1:1 (p/p) de jarabe de glucosa y azúcar invertido. El valor promedio del coeficiente global experimental de transferencia de calor fue de 266 W/m² ºC, mientras que el coeficiente global teórico fue igual a 421.8 W/m² ºC. La velocidad del calor transferido durante el proceso fue de 3140 W. Resumen en inglés This work was aimed at preparing hard candy from arazá (a fruit tree from the Amazon rainforest) using a sugar solution consisting of glucose syrup and invert sugar; this was cooked with fruit pulp to concentrate it. Temperature, time, soluble solids and viscosity were measured when cooking the mixture. Heat transfer was studied in an agitated steam jacketed kettle using the experimental data. The best arazá hard candy formulation consisted of 15% fruit pulp, 2% pectin (mas) regarding the amount of pulp and 85% sugar solution (glucose syrup and invert sugar mixed 1:1 (w/w)). The experimental data gave 266 W/m²ºC average overall heat transfer coefficient whereas theoretical data gave a 421.8 W/m²ºC overall heat transfer coefficient. Heat transfer speed was 3,140 W.

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Modelo para la Simulación en Estado Estable de Redes de Recuperación de Calor/ Model for Steady State Simulation of Heat Recovery Networks

Picón-Núñez, M; Castro-Pérez, J; Uribe-Ramírez, A.R
2004-01-01

Resumen en español En este trabajo se desarrolla un modelo para la simulación en estado estable de redes de recuperación de calor considerando una sola fase. Se utilizan el modelo básico de la efectividad térmica y de las relaciones con el Número de Unidades de Transferencia de Calor para la simulación de la operación de intercambiadores de calor. La aplicación del modelo se demuestra en un caso de estudio tomado de la literatura donde se determinan las nuevas temperaturas de una re (mas) d una vez que las perturbaciones de tipo flujo másico y temperatura entran al sistema. Se concluye que la simulación en estado estable desarrollada entrega resultados confiables Resumen en inglés In this work, a model for the steady state simulation of heat recovery networks in single phase is developed. The basic model of the thermal effectiveness and its relation to the Number of Heat Transfer Units are used for the simulation of the operation of heat exchangers. The application of the model is demonstrated for a study case from the literature where network temperatures are calculated after perturbation to the flow rate and to the temperature are introduced into the system. It is concluded that the steady state simulation developed in this work gives reliable results

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Simulación de una Torre de Enfriamiento Mecánica Comparada con Curvas Experimentales/ Simulation of a Mechanical Cooling Tower Compared with Experimental Curves

Alean, Jader D; Gutiérrez, Gail A; Chejne, Farid; Bastidas, Marlon J
2009-01-01

Resumen en español El objetivo del trabajo es modelar y simular una torre de enfriamiento mecánica forzada a escala piloto. Las variables físicas se correlacionaron a partir de la transferencia de calor y materia y los resultados de la simulación son analizados mediante graficas que muestran la variación de la humedad, flujo de agua, calor latente, calor sensible, calor total, temperatura del agua y del aire. El coeficiente de transferencia de materia se obtuvo a partir de los datos exp (mas) erimentales y la solución numérica del modelo se obtuvo con el método Runge-Kutta en Matlab. La verificación de los resultados fue realizada, comparando las curvas simuladas con las curvas experimentales. Se concluye que la cercanía entre las curvas depende del coeficiente de transferencia de materia Resumen en inglés The objective of this work was the modeling and simulation of a pilot-scale mechanical enforced cooling tower. The physical variables were correlated from the heat and mass transfer and the simulation results were analyzed using graphs showing the change in humidity, water flow, latent heat, heat sensitive, total heat, water temperature and air. The mass transfer coefficient was obtained from experimental data and the numerical solution of the model was obtained using Run (mas) ge-Kutta method in Matlab. Comparison between stimulation results and experimental data was done. It is concluded that the shape of the curves and the deviations of the simulated results depend on the mass transfer coefficient

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Simulación de la turbulencia de un flujo que pasa alrededor de un cilindro de sección cuadrada a partir de la utilización de la simulación de grandes escalas y de fronteras inmersas

Salinas-Vázquez, M.; Vicente-Rodríguez, W.; Chol-Orea, E.; Leyva García, V.
2007-12-01

Resumen en español Se estudia el flujo alrededor de un cilindro de sección cuadrada a bajo número de Reynolds utilizando la simulación de grandes escalas, basada en los modelos submalla de la función de estructura. Con el propósito de verificar su uso en casos de interés práctico en la industria y en la ingeniería, se implementaron fronteras inmersas que simulan el comportamiento de un cuerpo sólido, en este caso de un cilindro cuadrado. Igualmente se utilizaron aceleradores de pas (mas) o de tiempo que permiten incrementar su valor. Los resultados obtenidos son de gran calidad sin el gasto requerido en tiempo y en memoria asociados a la simulación de grandes escalas. Esto permite una aproximación de gran precisión en el estudio de la transferencia de calor, la acústica y las vibraciones mecánicas en flujos reales con geometrías complejas. Resumen en inglés A Large Eddy Simulation study of flow around a square cylinder at low Reynolds number is presented. The Large Eddy Simulation is based on structure function subgrid models. To assess this method's relevance to industrial and engineering flows, immersed boundary conditions are implemented to render the solid surface, i.e. the square rod. We also introduce an artificial acoustic stiffness reduction for fully compressible flows which allows a much higher time step to be impl (mas) emented. Very high quality results are obtained without the usually high cost of process time and memory requirements associated with LES. The proposed method opens a new approach to high precision modeling for heat transfer, acoustics and mechanical vibrations problems of real flows with complex geometries.

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Determinación de los coeficientes de convección de calor en el flujo radial a través de un lecho de empaque de polietileno/ Determining heat transfer coefficients in radial flow through a polyethylene packed bed

Patiño, Luis; González, Yordy; Carmona, Antonio; Valero, José; Espinoza, Henry
2008-12-01

Resumen en español Se presenta una metodología teórico-experimental para determinar los coeficientes intersticiales de transferencia de calor promedio en el flujo radial de agua a través de un lecho de empaque de polietileno donde el fluido no está en equilibrio térmico con la fase sólida. Los coeficientes de transferencia de calor se obtienen a través del Single Blow Transient Method combinando los resultados experimentales en un banco de ensayo con las soluciones numéricas del mod (mas) elo matemático. El sistema de ecuaciones diferenciales parciales generado en el modelo matemático es resuelto a través de una metodología numérica basada en el método de volúmenes finitos. Las pruebas experimentales y las soluciones numéricas se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido a la entrada del lecho y para diversos valores de porosidad del medio, obteniéndose que los números de Nusselt aumentan al incrementarse el número de Reynolds, y de igual manera, también aumentan al disminuir la porosidad del medio, observándose valores de Nusselt hasta de 2,8 para una porosidad de 0,375 y un número de Reynolds de 650. Resumen en inglés A numerical-experimental methodology was used for determining interstitial heat transfer coefficients in water flowing through porous media where it was not in heat balance with the solid phase. Heat transfer coefficients were obtained through the single blow transient test method, combining experimental test equipment results with a mathematical model’s numerical solution. The partial differential equation system produced by the mathematical model was resolved by a nume (mas) rical finite volume method-based methodology. Experimental tests and numerical solutions were satisfactorily carried out for different values from the fluid’s surface speed from the entrance to the bed and for different porosity values, finding that Nusselt numbers increased when Reynolds numbers also increased and that Nusselt numbers increased when porosity decreased. A 650 Reynolds number and 0.375 porosity gave a Nusselt number of up to 2.8.

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CONVECCIÓN DE CALOR EN EL FLUJO DE FLUIDOS A TRAVÉS DE UN LECHO DE EMPAQUE DE BAUXITA ACTIVADA

Patiño, Luis; Figueroa, Rosmely
2004-12-01

Resumen en español Se presenta una metodología teórico-experimental para determinar los coeficientes intersticiales de transferencia de calor promedio en el flujo de agua a través de un lecho de empaque de bauxita activada donde el fluido no está en equilibrio térmico con la fase sólida. Los coeficientes de transferencia de calor se obtienen a través del "Single Blow Transient Method" combinando los resultados experimentales obtenidos en un banco de ensayo con las soluciones numéric (mas) as del modelo matemático El sistema de ecuaciones diferenciales parciales generado en el modelo matemático es resuelto a través de un procedimiento numérico basada en el método de volúmenes finitos. Las pruebas experimentales y las soluciones numéricas se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido a la entrada del lecho y para diferentes valores de porosidad del medio, obteniéndose que los números de Nusselt dependen en gran escala de los números de Reynolds y la porosidad del medio Resumen en inglés A theoretic-experimental methodology is presented to determine the interstitial heat transfer coefficients in the water flow through packed bed of activated Bauxite, where the fluid is not in heat balance with the solid phase. The heat transfer coefficients are obtained through "Single Blow Transient Method" combining the experimental results obtained in a test set-up with the numerical solutions of the mathematical model. The system of partial differential equations gene (mas) rated in the mathematical model is solved through a numerical procedure based on the finite volumes method. Experimental test results and numerical solutions were obtained for different values of superficial speed of the fluid from the entrance of the bed and for different porosity values, obtaining themselves that the Nusselt numbers depend in great scale on the Reynolds numbers and the porosity of media

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Simulación de una Celda Calorimétrica mediante Elementos Finitos/ Simulation of a Calorimetric Cell using Finite Elements

Moreno, Juan C; Ocampo, Jackson; Giraldo, Liliana
2007-01-01

Resumen en español Se ha usado el método de los elementos finitos con el fin de determinar la conveniencia de usar una forma de paralelepípedo y diferentes materiales para una celda de un microcalorímetro de conducción tipo Calvet. El empleo las condiciones de frontera en la ecuación de calor permite describir las curvas isotermas que se establecen al interior de la celda calorimétrica cuando se realiza un proceso de transferencia térmica. La existencia de puntos críticos en la geom (mas) etría de la celda puede afectar la medición y ser un factor de error en la adquisición experimental de datos. La simulación permite conocer la posibilidad de disminuir estos efectos cambiando los materiales de construcción de la misma Resumen en inglés Finite elements have been employed in this work with the purpose of determining the convenience of using a parallelepiped geometry and different materials for a cell of a Calvet type conduction microcalorimeter. The heat equation allows to describe isotherm curves established inside the calorimetric cell during the heat transfer process. The existence of critical points in the geometry of the cell can affect the measuring process and be an factor of error during experimen (mas) tal data acquisition. The simulation allows to determine the feasibility of diminishing these effects by changing the construction materials

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Modelado de la Extracción de Aceite de Clavo de Olor mediante Elementos Finitos usando ALGOR Windows/ Modeling of the Extraction of Clove Oil by Finite Elements using ALGOR Windows

Valderrama, J.O.; Vicencio, D.M.
2004-01-01

Resumen en español Se ha aplicado el software Algor Windows, al proceso de extracción del aceite de clavo de olor, para determinar el coeficiente de difusión de materia. Se realiza una analogía entre transferencia de calor para lo que está diseñado Algor y transferencia de materia, que se requiere para determinar el coeficiente de difusión, asociando las distintas variables involucradas en las ecuaciones de balance. Se han obtenido de la literatura (Zapata, 1998) algunas propiedades r (mas) equeridas por la simulación, tal como la concentración en función de la posición en la columna, y se han introducido suposiciones físicamente razonables para formular el modelo y las condiciones iniciales y de contorno requeridas. El estudio muestra que el programa Algor, diseñado para otros fines, permite realizar aplicaciones en el campo de la transferencia de materia, como es la extracción del aceite del clavo de olor Resumen en inglés The software Algor Windows has been applied to the extraction process of clove oil to determine the mass diffusion coefficient in the extraction column. An analogy between heat transfer problems, for which Algor is designed, and mass transfer, which is required to determine the diffusion coefficient, has been done to associate the different variables involved in the balance equations. Properties required for the simulation, such as the concentration as a function of posit (mas) ion in the column, has been obtained from the literature (Zapata, 1998) and reasonable assumptions have been introduce to formulate the model and the required initial and boundary conditions. The study shows that the program Algor, although designed for other purposes can be used in the field of mass transfer, such as the extraction of clove oil at high pressure

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Dispersión atmosférica desde un quemador chimenea/ Atmospheric dispersion from flare stack

Nava, Eudo; García, Cézar; García, Neyma; Machado, Analí; Martinez, Karina
2007-01-01

Resumen en español En este trabajo de investigación se desarrollan las ecuaciones de transferencia de momentum, calor y masa para un quemador chimenea y la dispersión gaussiana para la estabilidad atmosférica de la ciudad de Maracaibo. En primer lugar, se analizan las variables operacionales con las dimensiones adecuadas para responder a los requerimientos de un complejo petroquímico, a saber: i) Tasa másica de alimentación; ii) Composición de mezcla de hidrocarburos; iii) Velocidad (mas) de vientos y temperatura ambiental; iv) Longitud de llama; v) Control sónico-Numero de Mach; vi) Coordenadas de seguridad. En la segunda parte, se analiza la dispersión atmosférica de los gases de combustión por intermedio de las variables: i) Tasa de emisión de SO2 y NO2, ii) Altura de dispersión como longitud de llama iii) Estabilidad atmosférica; iv) Coeficientes de dispersión. Los resultados demuestran que para la obtención de condiciones operacionales estables de incineración por intermedio de un numero de Mach optimo entre 0,20 y 0,30, es necesario establecer los valores de tasa másica entre 400.000 lbm/hr y 600.000 lbm/hr, composición molar menor al 70% y peso molecular de hidrocarburos entre 16 y 36 en la alimentación del quemador chimenea. Resumen en inglés In this study we develop momentum, heat and mass transfer equations for a flare stack and Gaussian dispersion equations for atmospheric stability in the city of Maracaibo. First, the operational variables according to the proper dimension of the flare stack so that it may respond to complex petrochemical requirements, such as: i) mass feed rate; ii) hydrocarbon mixture composition; iii) wind speeds and surrounding temperature; iv) flame length; v) sound control and mach n (mas) umber; and vi) safety coordinates. The second part of the study analyses the atmospheric dispersion of gas combustion through these variables: i) emission rates of SO2 and NO2; ii) dispersion height; iii) atmospheric stability; and iv) dispersion coefficients. The results show that the stable operating condition of flare stacks based on an optimum mach number between 0,20 and 0,30 requires a feed rate between 400.000 lbm/hr and 600.000 lbm/hr, molar composition less than 70% and molecular weight of hydrocarbons mixture between 16 and 36.

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Evaluación de un Sistema de Refrigeración usando la Termodinámica Endorreversible/ Refrigeration System Evaluation using Endoreversible Thermodynamics

Quinto, P.; Carvajal, I.; Sánchez, F.; Abugaber, J.
2005-01-01

Resumen en español En este artículo se hace uso de la termodinámica endorreversible para evaluar el comportamiento de un sistema de refrigeración por compresión mecánica de vapor. Se describe la obtención del Coeficiente de Operación del ciclo de Carnot de refrigeración endorreversible (COP CE), en el que se consideran las irreversibilidades externas asociadas a la transferencia de calor. Con los valores de presiones y temperaturas obtenidos experimentalmente en un sistema de refrig (mas) eración por compresión mecánica de vapor, se calcularon, a) el Coeficiente de Operación real (COP R), b) el Coeficiente de Operación de Carnot reversible (COP C) y c) el Coeficiente de Carnot endorreversible (COP CE). Se hizo la comparación de estos resultados y se llegó a la conclusión que es el COP CE, el parámetro que debe usarse para establecer los límites teóricos del comportamiento de la operación de los sistemas de refrigeración, y no el COP C, como tradicionalmente se ha hecho Resumen en inglés This paper describes the use of endoreversible thermodynamics to evaluate the behavior of a mechanical compression refrigeration system. The coefficients of performance of the endoreversible Carnot Cycle, COP CE, were obtained by including the external irreversibility associated with heat transfer. The real coefficient of performance (COP R), the reversible Carnot coefficient of performance (COP C) and the endorreversible Carnot coefficient of performance (COP CE) were de (mas) termined using experimentally obtained pressures and temperatures. The results were compared with experimental data from a laboratory refrigeration system, and the conclusion was that the COP CE was the parameter of choice for setting the theoretical limits for refrigeration system operation instead of the COP C as has been conventionally done

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Metodología para determinación de factores de forma de radiación aplicada a la configuración particular plano-esfera/ A methodology for determining radiation form factors applied to particular plane-sphere configuration

Durán Peralta, Hector Armando; Caicedo Mesa, Luis A.
2006-04-01

Resumen en español En el diseño de hornos y dispositivos que calientan o enfrían sistemas mediante radiación se necesita calcular el factor de forma, el cual permite determinar la transferencia de calor por radiación entre superficies que estén a diferente temperatura. Generalmente los textos de transferencia de calor deducen y muestran la ecuación para obtener el factor de forma entre dos superficies que intercambian calor por radiación para configuraciones muy sencillas, pero no mu (mas) estran cómo se hace el cálculo para geometrías y configuraciones un poco más complejas. Muchos de los estudiantes que han cursado la asignatura o asignaturas de transferencia de calor quedan con la impresión de que los factores de forma se calculan sin ningún problema. Otros preguntan por qué en los textos no muestran cómo se calcula el factor de forma para configuraciones un poco más complejas o más reales. Este documento pretende responder esa inquietud, además de presentar como objetivo una estrategia de cálculo con fines netamente pedagógicos que puede ser aplicada a otras configuraciones más complejas. Resumen en inglés The form factor must be calculated when designing ovens and mechanisms heating or cooling systems by radiation, leading to determining heat transfer by radiation between surfaces which are at different temperatures. Heat transfer texts generally deduce and show the equation for obtaining the form factor between two surfaces which exchange heat by radiation for very simple configurations, but do not show how slightly more complex geometries and configurations are calculate (mas) d. Many students who have studied heat transfer have the impression that form factors are calculated without any difficulty. Other students ask why the texts do not show how to calculate the form factor for slightly more complex configurations or for those which are more real. This document tries to answer these disquietudes as well as presenting a calculation strategy for purely pedagogical ends which can be applied to more complex configurations.

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Convección Mixta en Cavidades Rectangulares con Entrada y Salida de Fluido/ Mixed Convection in Rectangular Cavities with Inlet and Outlet of Fluid

Brito, R.; Menon, G.J.; Dias, J.B.
2004-01-01

Resumen en español En este trabajo se determina el campo de velocidades, de temperatura, y el número de Nusselt medio (Nu h) en la superficie isotérmica vertical del interior de una cavidad rectangular semiabierta. Las ecuaciones de conservación se resuelven usando el método de elementos finitos. Los resultados numéricos mostraron que cuanto mayor el número de Reynolds o de Grashof, mayores fueron los flujos de transferencia de calor obtenidos para la superficie isotérmica caliente. (mas) Para valores bajos de Reynolds (Re), el número de Nusselt (Nu h) obtenido se encontraba muy próximo a los resultados obtenidos del número de Nusselt (Nu h), para el caso de problemas de convección natural en una cavidad rectangular cerrada. Se concluye que a partir de los parámetros térmicos y geométricos estudiados, es posible mejorar el rendimiento del enfriamiento en el interior de la cavidad rectangular semiabierta Resumen en inglés This study determines the velocity and temperature fields as well as the average Nusselt number (Nu h) on a vertical isothermic wall inside a partially open rectangular cavity. The conservation equations are solved using a finite element method. The numerical results show that the higher the Reynolds and Grashof numbers, the greater is the heat transfer on the isothermal hot wall. For low Reynolds numbers (Re), the Nusselt numbers (Nu h) obtained in the present work were (mas) close to those found for natural convection in a rectangular closed cavity. From the thermal and geometric parameters studied, it is concluded that it is possible to improve the efficiency of cooling of the interior of a partially open rectangular cavity

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Mecanismo de falla de los tubos del sobrecalentador de una caldera acuotubular/ Super-heater tube failure due to overheating when using bagasse as fuel

Coronado Marín, John Jairo
2007-12-01

Resumen en español En este artículo se investigaron las causas de las fallas presentadas por fisuración longitudinal a partir de la superficie externa en los tubos del sobrecalentador de una caldera acuotubular. La superficie externa de los tubos presentó una capa de color blanco-rojizo que presentó cadenas parafínicas: C-H, grupos funcionales: C-O, N-H y compuestos de azufre, esta capa frágil impide la transferencia de calor, causando un aumento de temperatura del tubo. La falla se p (mas) resentó por termofluencia debido al sobrecalentamiento de larga duración, la microestructura del tubo de acero en el lado externo presentó: crecimiento de grano, globulización de la cementita y fisuras intergranulares que producen pérdidas de las propiedades mecánicas del acero. Las observaciones anteriores evidencian un deterioro de la microestructura facilitado por un material que no está en capacidad de operar usando exclusivamente bagazo como combustible. Resumen en inglés A super-heater’s boiler tubes presented external longitudinal cracks. The tubes’ external surfaces presented a reddish-white layer consisting of paraffin chains: CH, functional groups: CO, NH and sulphur compounds. This brittle layer prevented heat transfer, thereby causing increased tube temperature. Creep led to failure due to long-term overheating. The steel tubes’ microstructure presented grain growth, cementite globulisation and intergranular cracks on the externa (mas) l surface. The foregoing observations support microstructure deterioration facilitated by the presence of unsuitable super-heater tube material when just using bagasse as fuel.

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MODELACIÓN FENOMENOLÓGICA DE LAS CURVAS DE SECADO POR ALTA TEMPERATURA DE PINO RADIATA/ PHENOMENOLOGICAL MODELING OF HIGH TEMPERATURE DRYING CURVES OF RADIATA PINE

SALINAS, Carlos; ANANIAS, Rubén; RUMINOT, Pamela
2008-01-01

Resumen en español Se realizaron experimentos a escala industrial tendiente a caracterizar el secado por alta temperatura del pino radiata (curvas de secado) y obtener parámetros físicos de fenómenos de transporte (coeficientes globales de convección de calor y masa) requeridos por los modelos matemáticos para la simulación fenomenológica del proceso de secado. Resultados de coeficientes de transporte y curvas de secado experimentales y simuladas fueron obtenidos. Se concluyó, que l (mas) a simulación del proceso de secado por alta temperatura del pino radiata puede ser realizada satisfactoriamente por modelos fenomenológicos basados en el coeficiente global de transferencia de masa. Los valores de dicho coeficiente para diversas condiciones de secado variaron entre 1 x 10-4 y 4.2x10-4 kg/m²s Resumen en inglés Experiments at industrial scale to show the high temperature wood drying of radiate pine were performed. After that, physical parameters of transport phenomena (global heat and mass transfer coefficients), required by the phenomenological mathematical models for the simulation of the drying process, were determined. Results of global heat transfer coefficients, experimental drying curves and simulated process were shown. It was concluded that the simulation of the drying (mas) process at high temperature of radiata pine can be satisfactorily carried out by phenomenological model based on the global mass transfer coefficient. The values of these coefficients were between 1x 10-4 and 4.2 x 10-4 kg/m²s

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Convección de calor en el flujo de fluidos viscosos a través de un lecho de empaque metálico

Patiño Carrillo, Luis
2005-02-01

Resumen en portugués Apresenta-se uma metodologia teórico-experimental para determinar os coeficientes de convecção intersticial de calor médio no fluxo de óleo através de um leito de empaque metálico onde o fluido não está em equilíbrio térmico com a fase sólida. O coeficiente de transferência de calor se obtém através do Single Blow Transient Method, combinando os resultados experimentais em um banco de ensaio com as soluções numéricas do modelo matemático proposto. O sis (mas) tema de equações diferenciais parciais, gerado no modelo matemático é resolvido através de uma metodologia numérica baseada no método de volumes finitos. Este modelo numérico foi construído no software da Dinâmica dos Fluidos Computacional CFX 4.3TM e se desenvolveu em coordenadas cilíndricas assimétricas usando um esquema de diferenças centrais para aproximar os termos difusivos, um esquema híbrido para os termos convectivos e um esquema totalmente implícito para implementar o regime transitório. As provas experimentais e as simulações numéricas se realizaram para diferentes valores de velocidade superficial do fluido à entrada do leito e para diferentes valores de porosidade do meio, obtendo-se que os números de Nusselt dependem em grande escala dos números de Reynolds e a porosidade do meio, concordando satisfatoriamente com os resultados de investigações similares. Resumen en español Se presenta una metodología teórico-experimental para determinar los coeficientes de convección intersticial de calor promedio en el flujo de aceite a través de un lecho de empaque metálico donde el fluido no está en equilibrio térmico con la fase sólida. Los coeficientes de transferencia de calor se obtienen a través del Single Blow Transient Method, combinando los resultados experimentales en un banco de ensayo con las soluciones numéricas del modelo matemáti (mas) co propuesto. El sistema de ecuaciones diferenciales parciales generado en el modelo matemático es resuelto a través de una metodología numérica basada en el método de volúmenes finitos. Este modelo numérico fue construido en el software de la Dinámica de los Fluidos Computacional CFX 4.3TM y se desarrolló en coordenadas cilíndricas axisimétricas usando un esquema de diferencias centrales para aproximar los términos difusivos, un esquema híbrido para los términos convectivos y un esquema totalmente implícito para implementar el régimen transitorio. Las pruebas experimentales y las simulaciones numéricas se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido a la entrada del lecho y para diferentes valores de porosidad del medio, obteniéndose que los números de Nusselt dependen en gran escala de los números de Reynolds y la porosidad del medio, concordando satisfactoriamente con los resultados de investigaciones similares. Resumen en inglés A numerical-experimental methodology is presented to determine the interstitial heat transfer coefficients in the oil flow through a metallic packed bed where the fluid is not in thermal balance with the solid phase. The heat transfer coefficients are obtained through the Single Blow Transient Method, combining the experimental results in a test equipment with the numerical solutions of the proposed mathematical model. The system of partial differential equations generate (mas) d in the mathematical model is solved through a numerical methodology based on the finite volume method. This numerical model was constructed in the software of Computational Fluid Dynamics CFX 4.3TM and was developed in cylindrical coordinates, using a scheme of central differences to approximate the diffusive terms, a hybrid scheme for the convective terms and a totally implicit scheme to implement the transient state. The experimental tests and the numerical solutions were satisfactory for different values of superficial speed of the fluid at the entrance to the bed and for different porosity values, obtaining that the Nusselt numbers depend in great scale on the Reynolds numbers and the porosity of the media, agreeing with the results of similar investigations.

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Estudio numérico del efecto de la temperatura ambiental en la convección natural bidimensional en el almacenamiento de granos en silos cilíndricos/ Numerical study of the effect of the environmental temperature in the natural two-dimensional convection of heat in grain stored at cylindrical silos

Carrera-Rodríguez, M; Martínez-González, G. M.; Navarrete-Bolaños, J.L.; Botello-Álvarez, J.E.; Rico-Martínez, R.; Jiménez-Islas, H.
2009-04-01

Resumen en español Se realizó un estudio numérico de la dinámica del almacenamiento de granos en silos, partiendo de las ecuaciones de transporte de momentum y de energía para medios multifásicos. En este trabajo se analizó el efecto del calor de respiración, así como el efecto de tres tipos de condiciones de frontera, dos de ellas constantes (Caso I, θ =1 y Caso II, θ =0) y una dependiente del tiempo (Caso III, simulando el cambio de temperatura durante el ciclo diurno-no (mas) cturno), sobre los patrones de flujo, las isotermas y la transferencia de calor hacia el medio ambiente. Las ecuaciones gobernantes se resolvieron mediante discretización espacial por diferencias finitas de segundo orden e integración implícita para el tiempo. El sistema algebraico obtenido se resuelve mediante Relajación no Lineal. En la simulación, se utilizaron las propiedades para sorgo almacenado en un silo de 44 m³ de capacidad. La estabilidad en los Casos I y II, se alcanzó en un tiempo adimensional (Fo) de 0.3 (que equivale a un tiempo real de 3.01 hrs), mientras que en el Caso III fue de Fo = 20 (equivalente a 200.88 hrs) debido a la periodicidad de la condición de frontera. Para los casos II y III, las condiciones de frontera inducen la formación de flujo multicelular. Resumen en inglés A numerical study on the dynamics of grain storage in cylindrical silos was performed based on transport equations of momentum and energy for multiphase media. The purpose of this study is to analyze simultaneously the effect of the heat of respiration and three types of boundary conditions; two of them constants (Case I, θ =1 and Case II, θ =0) and a time-dependent (Case III, simulating the change of temperature along the day-night cycle) on the flow patterns, (mas) the isotherms and heat transfer to the environment. The governing equations were solved via spatial discretization using second order finite differences and time discretization using an implicit scheme. The set of algebraic equations generated was solved using Nonlinear Relaxation. In this simulation, the thermodynamic properties of sorghum grain stored in a silo of 44 m³ grain capacity were used. Stability for Case I and II, were reached in a dimensionless time (Fo) equals 0.3 (that is equivalent a real time of 3.01 h), while for Case III was for Fo = 20 (equivalent to 200.88 h) because the periodicity of the boundary condition. For cases II and III, the boundary conditions induce the formation of multicellular flow.

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Análisis de la producción de entropía en una máquina térmica operada con un sistema químico no-lineal/ Analysis of entropy production in a thermal engine powered by a nonlinear chemical system

Villanueva-Marroquín, J.; Barragán, D.
2009-04-01

Resumen en español Con el propósito de minimizar la velocidad de producción de entropía -disipación termodinámica- durante un proceso químico, la segunda ley de la termodinámica se aplica al estudio de una máquina térmica sujeta a procesos isotérmicos de expansión-compresión. Se determina la magnitud del coeficiente global de transferencia de calor (W m-2 K-1) del pistón que minimiza la disipación termodinámica cuando éste es conducido por la reacción química A(mas) 0 src="../../../../../img/revistas/rmiq/v8n1/a15s1.jpg">B, representada en régimen oscilatorio por el modelo termocinético de Sal'nikov. Resumen en inglés Second law optimization is applied to study a thermal engine driven by a thermokinetic oscillator. The Sal'nikov model is used to modeling the net process AB, which for given values of the control parameters exhibits nonlinear behavior like oscillations in temperature and concentrations. Constant of global heat transfer in W m-2 K-1for the engine which minimizes the rate of entropy production during transformation is obtained after numerical evaluation.

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TRANSFERENCIA DE GENES DE PRECOCIDAD Y TOLERANCIA AL FRÍO A POBLACIONES HÍBRIDAS DE MAÍZ EN ZONAS ALTOANDINAS DEL SUR DEL PERÚ/ GENE TRANSFER OF EARLINESS AND COLD TOLERANCE TO HYBRID MAYZE POPULATION IN THE HIGHLAND ANDES OF SOUTHERN PERU

Chávez, René; Schmidt, Walter; Gutiérrez, Gabriela
2009-04-01

Resumen en español El germoplasma de maíz adaptado a bajas temperaturas es ampliamente cultivado dentro de un ecosistema semiárido altoandino del sur del Perú a altitudes que fluctúan entre 2500 y 4000 m s.n.m. y entre las latitudes 15º a 18º Sur. Un aspecto muy importante de la producción de maíz es la intensiva utilización de cerca de 20 cultivares o variedades nativas para la alimentación o por el color o la calidad de textura del grano. La colección sistemática, caracterizac (mas) ión y evaluación de las variedades nativas de maíz altoandino del sur del Perú se inició a principios del 2003 como parte de una investigación colaborativa sobre mejoramiento genético de maíz entre la compañía internacional de mejoramiento y producción de semilla híbrida KWS SAAT AG de Einbeck, Alemania, y la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann de Tacna, Perú. El germoplasma nativo de maíz mostró una enorme diversidad y variabilidad genéticas; sin embargo, presentó algunas características fenotípicas comunes, tales como una marcada tolerancia a bajas temperaturas, un largo periodo vegetativo que fluctúa entre los ocho a nueve meses y una marcada resistencia al tumbado. Por otra parte, las variedades tolerantes al calor del trópico bajo pueden ser cosechadas en las zonas bajas de la costa sur peruana entre 90 a 120 días, dependiendo de la estación climática. El establecimiento y conducción de este proyecto de mejoramiento fue llevado a cabo bajo la hipótesis de que es factible la transferencia de genes de precocidad y de tolerancia a bajas temperaturas de líneas superiores de maíz y del germoplasma altoandino a poblaciones híbridas sin alterar la diversidad genética de la población nativa. La utilización de cerca de 15 variedades nativas tolerantes al frío en estos tres años preliminares de investigación genética ha permitido generar hasta el presente grupos de progenies o poblaciones híbridas, mayormente consistentes de cruzas recurrentes, familias de medios hermanos y hermanos completos para seleccionar dentro y entre estos grupos líneas endogámicas, líneas híbridas, líneas sintéticas y variedades. La evaluación de las respuestas fenotípicas de las primeras poblaciones híbridas bajo las condiciones climáticas de las zonas altoandinas a 3350 m s.n.m. ha mostrado una alta frecuencia de líneas y genotipos promisorios tolerantes al frío y con una reducción de uno a dos meses en su periodo vegetativo para grano seco Resumen en inglés Adapted cold tolerant maize germplasm is vastly cultivated in the semi-arid high Andean ecosystem from southern Peru on altitudes ranging from 2500 to 4000 masl and between 15º - 18º south latitude. An important part of maize production is the intensive utilization of about 20 open-pollinated native landraces for food preparation or preferred grain texture and color. Systematic collection, characterization and evaluation of the tropical highland maize landraces from sou (mas) thern Peru began in the early 2003, as part of a cooperative breeding research between the international KWS SAAT AG seed-breeding company from Einbeck, Germany and the Faculty of Agronomy of National University of Tacna, Peru. The native maize germplasm revealed enormous diversity and genetic variation in landraces, but shared some common phenotypic characters, such as, outstanding tolerance to low temperatures, very late growing period ranging from eight to nine months, and a remarkable resistance to lodging. However, heat tolerant and early tropical lowland maize can be harvested in the Peruvian coastal plains at 90-120 days, depending on the growing season. The establishment and conduction of this breeding project was carried out bearing in mind that geneflow from early-mature improved maize germplasm to the cold tolerant native landraces can be achieved without diminishing biodiversity. The utilization of about 15 cold tolerant native maize land races in this preliminary three years breeding research has generated up to date hybrid populations, mainly consisting of backcrossing, half-sib and full-sib progenies to make selections within and among them to develop inbred lines, hybrids, synthetics and varieties. Evaluation of phenotypic responses of the first hybrid populations under the highland environmental conditions at 3350 masl has showed a high frequency of cold tolerant hybrid lines and genotypes with one-two month reduction of the growing period for dry kernels

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Energía calorífica necesaria, durante la soldadura en servicio de tuberías para el transporte de petróleo/ Necessary calorific energy, during the in-service welding of pipelines for petroleum transport

Ramos Morales, Félix; Duffus Scott, Alejandro; Rodríguez Pérez, Manuel; Díaz Cedré, Eduardo M.; Pozo Morejón, Juan A.
2009-03-01

Resumen en español En el presente artículo, empleando el análisis por elementos finitos, se estudió el comportamiento térmico durante la soldadura de reparación, en condiciones de servicio, de un tubo que transporta petróleo. Se obtuvieron ecuaciones de regresión que relacionan a la temperatura máxima en la superficie interna del tubo y al tiempo de enfriamiento desde 800 ºC hasta 500 ºC de un punto situado en la zona afectada por el calor (ZAC), parámetros que gobiernan la ocurr (mas) encia de perforaciones en la pared del tubo y agrietamiento en frío respectivamente, con el calor de entrada de la soldadura, la temperatura de precalentamiento y el coeficiente de transferencia de calor por convección, variables que definen el comportamiento térmico durante la ejecución del proceso de soldadura. Se probó la existencia de una zona en que se satisfacen simultáneamente las ecuaciones obtenidas, para diferentes combinaciones de las variables relacionadas. Se presentaron nomogramas con un importante valor práctico, desarrollados a partir de la solución de las ecuaciones obtenidas. Resumen en inglés The thermal behavior during in service repair welding of oil transportation pipes was studied by finite element analysis in the present paper. Regression equations that relate peak temperature at the inner surface of the pipe and cooling time between 800 and 500ºC in the heat affected zone to the welding heat input, preheat temperature, and convection heat transfer coefficient were obtained. The former parameters govern, respectively, the possibility of burn through and (mas) cold cracking, and the latter parameters define the thermal behavior during welding. The existence of conditions that simultaneously satisfy the obtained equations, for different combinations of related variables, was proved. Graphical representations of relevant practical importance that were developed from the solution of obtained equations are presented.

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Convección de calor transitoria en el flujo de fluidos a través de lechos empacados/ TRANSIENT CONVECTIVE HEAT TRANSFER FOR FLUID FLOW THROUGH PACKED BEDS

Patiño, Luís A.; Espinoza, Henry J.; Suárez, Diogenes
2005-12-01

Resumen en español Se presenta una metodología teórica - experimental para determinar los coeficientes intersticiales de transferencia de calor promedio en el flujo de fluidos a través de lechos empacados donde el fluido no está en equilibrio térmico con la fase sólida. Los coeficientes de convección de calor se obtienen a través del "single-blow transient methods" combinando los resultados experimentales obtenidos en un banco de ensayo con las soluciones numéricas del modelo matem (mas) ático propuesto y constituido por la ecuación de continuidad, las ecuaciones de movimiento, la ecuación de la energía para la fase fluida, la ecuación de la energía para la fase sólida y las respectivas condiciones iniciales y de contorno. El sistema de ecuaciones diferenciales parciales generado en el modelo matemático es resuelto a través de una metodología analítica - numérica, iniciándose con la obtención de la distribución de temperatura en la matriz sólida en forma analítica e introduciéndola como un término fuente transitorio en la ecuación de la energía del fluido. Para la solución numérica se utilizó un código de Volúmenes Finitos (CFX 4.3TM) en coordenadas cilíndricas axisimétricas. Los pruebas experimentales y las soluciones numéricas se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido a la entrada del lecho y para diferentes valores de porosidad del medio, obteniéndose que los números de Nusselt dependen en gran escala de los números de Peclet y la porosidad del medio. Resumen en inglés A theoretical-experimental methodology is presented herein to determine the interstitial coefficients of an average heat transfer in the flow of fluids through packed beds where the fluid is not in thermal balance with the solid phase. The heat convection coefficients are obtained through "single-blow transient methods" combining the experimental results obtained in a test bank with the numerical solutions of the mathematical model proposed and constituted by the equation (mas) of continuity, the momentum equations, the energy equation for the fluid phase, the energy equation for the solid phase, and the respective initial and boundary conditions. The partial-differentialequations system generated in the mathematical model is solved through an analytical-numerical methodology, beginning with obtaining the temperature distribution in the solid matrix in an analytical way and introducing it as a transitory source term in the fluid energy equation. For the numerical solution a code of Finite Volumes (CFX 4,3TM) in axisimetrical cylindrical coordinates was used. The experimental tests and the numerical solutions were conducted for different values of superficial speed of the fluid at the entrance of the bed and for different porosity values which proved that the Nusselt numbers greatly depend on the Peclet numbers and the porosity of the media.

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MODELADO DE FLUJO COMPRESIBLE UNIDIMENSIONAL Y HOMOENTRÓPICO POR EL METODO DE VOLÚMENES FINITOS/ UNIDIMENSIONAL AND HOMOENTROPIC COMPRESIBLE FLOW MODELLING USING THE FINITE VOLUME METHOD

CUADRADO, ILBA; CADAVID, FRANCISCO; AGUDELO, JOHN; SÁNCHEZ, CARLOS
2008-07-01

Resumen en español En este trabajo se presenta el modelado de dos situaciones típicas de flujo compresible, el problema de Riemann y el tubo DeHaller, bajo condiciones de flujo unidimensional y homoentrópico, es decir, sin tener en consideración las variaciones de entropía producidas por la transferencia de calor y la fricción. El modelo desarrollado se basó en el sistema de ecuaciones de Euler (ecuaciones generalizadas de conservación de la masa, cantidad de movimiento y energía), (mas) que apoyado en la ecuación de gas ideal fue solucionado por el método de los volúmenes finitos. La discretización espacial se realizó con un esquema upwind de primer orden y como criterio de estabilidad se utilizó el número CFL. La validación de los resultados obtenidos se realizó por comparación con las conocidas soluciones del problema de Riemann y del tubo DeHaller, obteniéndose desviaciones inferiores al 1% para CFL menores a 0.1. Valores del CFL cercanos a 1 generaron respuestas computacionales rápidas, pero inestabilidades en la solución e impropias del fenómeno físico. Resumen en inglés In this paper it is presented two typical problems related with compressible flow modelling, the Riemann problem and DeHaller duct. The model was developed under one-dimensional and homentropic flow conditions, therefore, not taking into account entropy variations by heat transfer and friction. The model was constructed using Euler’s system of equations (generalized form of conservation of mass, momentum and energy) and an ideal gas state equation and then solved by fini (mas) te volume methods. The spatial discretisation was made using a first order upwind scheme and the CFL number was used as stability criterion. The model results were validated by comparison with known analytical solutions of The Riemann and DeHaller problems. Deviations below 1% were obtained when CFL values were lesser than 0.1. Bigger CFL numbers (closer to 1) produced fast computer results but instabilities out of the physical phenomenon were present.

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Application of the factorial design and finite element methods to optimize the solidification of Cu-5wt%Zn alloy in a sand mold/ Aplicación de la técnica de diseño factorial y del método de elementos finitos para optimizar la solidificación de la aleación Cu-5wt%Zn en un molde de arena

Pariona, M.M; Salem, G.A; Cheung, N
2008-12-01

Resumen en español En este trabajo fue realizada la simulación numérica en 2-D para la solidificación de la aleación Cu-5wt%Zn en molde de arena industrial a verde. Fue incorporada en esta investigación la liberación del calor latente durante la solidificación usando diferentes modelos matemáticos. Para realizar este trabajo, la técnica de elementos finitos y el software ANSYS fueron usados. Para este finalidad las propiedades termofísicas de la aleación Cu-5wt%Zn fueron consider (mas) adas dependientes con la temperatura, entre tanto, para la arena fueron considerados constantes. Además, el planeamiento factorial de Box-Behnken en tres niveles fue empleado para investigar el efecto de los tres factores sobre el proceso de la fundición, fueron entre ellos: la temperatura del molde, la convección en la parte externa del molde y la liberación del calor latente durante el cambio de fase. Los resultados de la transferencia de calor se presentaron en el sistema 2D para el flujo de calor, el gradiente térmico, las curvas de enfriamiento en la pieza solidificada y en el molde. Fue verificado que la temperatura del molde y el modelo matemático de la liberación del calor latente durante el cambio de fase son los más importantes parámetros del proceso de la solidificación. Resumen en inglés In the study reported in this work, two-dimensional numerical simulations were accomplish for the solidification of the Cu-5 wt %Zn alloy in industrial greensand. The latent heat release during the solidification using different mathematical models was incorporated. In order to accomplish this work, the finite elements technique and the ANSYS software program were used. The thermo-physical properties of the alloy Cu-5 wt %Zn were considered temperature-dependent, while fo (mas) r sand were considered constant. In addition, a full three-level Box-Behnken factorial design has been employed in order to investigate the effect of the three factors on the casting process, namely initial temperature of the mold, the convection in the external mold and the latent heat release during the phase change. The results of the heat transfer shown throughout the 2D system, such as thermal flow, thermal gradient and the cooling curves at various points of the cast metal/mold were determined. It was verified that the mold temperature and the mathematical model of the latent heat realease are the most important parameters in the solidification process.

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Modelos para el estudio fenomenológico de la combustión sin llama con simulación numérica/ Numerical models for the phenomenological study of flameless combustion

Herrera Múnera, Bernardo Argemiro; Amell Arrieta, Andrés Adolfo; Cadavid Sierra, Francisco Javier
2009-08-01

Resumen en español La combustión sin llama es una técnica que ofrece ventajas ambientales con emisiones de NOx y CO por debajo de 100 ppm debido a perfiles de temperatura con gradientes menores a 200 K y eficiencias energéticas mayores al 70%. El conocimiento de la fenomenología de este régimen de combustión ha sido facilitado por el empleo de la simulación numérica. En este artículo se ha hecho una revisión en la literatura especializada de los modelos de turbulencia, combustión (mas) , transferencia de calor y formación de NOx más usados en el modelado de la combustión sin llama con códigos CFD. Como resultado de la revisión se ha concluido que el modelo k-ε estándar es el más usado para la turbulencia, los modelos Finite Rate/Eddy Dissipation con sus constantes modificadas y Eddy Dissipation Concept son adecuados para las reacciones de combustión, el modelo de ordenadas discretas y suma ponderada de gases grises son utilizados para la radiación, y los modelos térmico, precoz y N2O intermedio se usan para los NOx. Resumen en inglés Flameless combustion is a technique which offers environmental advantages such as lower than 100 ppm NOx and CO emissions due to below 200 K temperature gradients. Flameless combustion also supplies higher than 70% energy efficiency. Knowledge of the phenomena in this combustion regime has been facilitated by using numerical simulation. This paper reviewed the specialised literature about the most commonly used turbulence, combustion, heat transfer and NOx formation model (mas) s in modelling flameless combustion with CFD codes. The review concluded that the k-ε standard model is the most used for turbulence. Finite rate/eddy dissipation with modified constants and eddy dissipation concept models are suitable for combustion reactions, discrete ordinates and weighted sum gray gas (WSGG) models are used for radiation and thermal, prompt and N2O intermediate models are used for NOx.

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Valoración del desempeño de un dispositivo de autoalimentación diseñado para la evaluación operativa de electrodos revestidos/ Self-feed device behaviour valuation designed for assessment of operability of covered electrodes

García Rodríguez, Alejandro; Gómez Pérez, Carlos René; Miguel Oria, Jorge Víctor; Rivera Borroto, Oscar Miguel; Sánchez Roca, Angel
2009-03-01

Resumen en español El presente trabajo tiene como objetivo valorar la efectividad de un dispositivo de autoalimentación para electrodos revestidos. El mismo es capaz de eliminar perturbaciones inherentes a operarios o sistemas de control automático, para el estudio del comportamiento de electrodos revestidos. La conjugación de diferentes métodos, tales como el análisis estadístico del tiempo de duración del cortocircuito, el análisis metalográfico ( penetración, zona afectada por (mas) el calor, coeficiente de forma y distancia promedio entre frentes de solidificación del cordón), junto al análisis del comportamiento de los parámetros eléctricos primarios del arco y los índices de consumo del electrodo, permiten obtener relaciones entre el comportamiento eléctrico del arco, el proceso de transferencia de masa y la apariencia del cordón. Esto permite extraer criterios sobre la estabilidad del proceso y el desempeño del dispositivo de alimentación empleado. Se obtiene una metodología estadística, apropiada para el procesamiento del parámetro "duración del cortocircuito", a partir de un adecuado ajuste de las distribuciones empíricas a un modelo Lognormal. El dispositivo de autoalimentación para electrodos revestidos, permite la ejecución repetible y reproducible de cordones de soldadura en posición plana, manteniendo la longitud del arco en función de las características físico-químicas del consumible evaluado en regímenes de trabajo de 125A, 140A y 160A. Resumen en inglés The objective of the present work is to evaluate the effectiveness of a self-feed device for covered electrodes. This device is able of eliminate disturbances from manual operation or the use of automatic control systems during the study of covered electrode behavior. The conjugation of different methods like short-circuit time statistical analysis, metallographic analysis (penetration, heat affected zone, shape and mean distance between successive solidification fronts) (mas) together with the analysis of the electric arc and electrode melting parameters allow us to obtain relationships between arc behavior, mass transfer processes and bead appearance. This permits the extraction of criteria to describe process stability and the behavior of the feed device employed. An appropriate statistical methodology was obtained to process the parameter "duration of short-circuit" through an appropriate adjustment of empirical distributions to a lognormal model. The self-feed device for covered electrode welding allows the repeatable and reproducible execution of welding beads in the flat position, keeping the arc length based on physical and chemistry characteristics of the electrode during welding trials using 125A, 140A, and 160A.

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DETERMINACION COEFICIENTE CONVECTIVO DE MATERIA EN EL SECADO DE SÓLIDOS/ MATHEMATICAL CORRELATION TO GET MASS TRANSFER COEFFICIENT IN SOLIDS DRYING

Sanchez Arriagada, Reinaldo
2007-01-01

Resumen en español Una correlación matemática para determinar el coeficiente convectivo de materia durante la evaporación de agua desde la superficie húmeda, fue desarrollada para su aplicación con aire húmedo con bajas diferencias sicrométricas y temperaturas del aire sobre los 60°C. La teoría clásica para determinar coeficientes convectivos de calor y de materia, a través de parámetros adimensionales y de las analogías fenomenológicas difusivas, tienen validez sólo para air (mas) e seco. En el secado de sólidos, donde se requiere controlar las tasas de secado para evitar un daño físico en el producto, se impone la necesidad de operar con temperaturas bulbo húmedo por sobre los 40°C o diferencias sicrométricas moderadas. En esos rangos, las expresiones que relacionan los coeficientes convectivos de calor y materia, presentan errores que varían entre 26% y 113% para temperatura de bulbo húmedo entre 30°C y 70°C con diferencia sicrométrica de 10°C. La expresión formulada para esta aplicación, se plantea como una función de: el coeficiente convectivo de transferencia de calor, la temperatura bulbo húmedo y la diferencia sicrométrica. Los resultados obtenidos permiten establecer que, para las condiciones extremas de temperatura de bulbo húmedo y diferencia sicrométrica antes señalada el error se sitúa entre -1.4% a 2.14%, respecto del obtenido a partir de la metodología clásica La correlación obtenida es de forma polinomial, de fácil operación y viable de ser incorporada a cualquier modelo de simulación para la predicción de la dinámica del secado Resumen en inglés A mathematical correlation to determine the mass coefficient, during the evaporation of water from a wet surface, was developed for their application in wet air with low psychometric differential and with air temperature above 60°C. The classic theory that has been used in order to get heat and mass convective coefficients, through non-dimensional parameters and phenomenological analogies, turns out to be valid only for dry air. In the particular case of solids drying, w (mas) here operation requires to be performed under controlled drying rates, in order to prevent physical damage from affecting the product, is necessary to operate on a wet bulb temperature above 40ºC or at moderate psychometric differential. When we work under those ranges of temperature, the expressions that relate heat and mass convective coefficients show errors between 26% and 113% for wet temperature between 30°C and 70°C and psychometric difference of 30°C The expression that has been given for this application is stated as a function of the following: heat transfer coefficient, wet bulb temperature, and psychometric differential. The obtained results allow to settle down that, for the extreme conditions of wet bulb temperature and psychometric differences assigned before, the error is located among -1.4% to 2.14%, regarding the obtained through the classic methodology. The obtained correlation has polynomial form, of easy operation and viable of being incorporate to any simulation pattern for the prediction of the dynamics of the drying

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Procedure for the obtaining by means of MFE of the thermal fields, deformations and residual tensions in welded unions/ Procedimiento para la obtención mediante MEF de los campos térmicos, deformaciones y tensiones residuales en uniones soldadas

García Rodríguez, Yenei; Burgos Sola, José
2007-04-01

Resumen en español Resumen El siguiente trabajo muestra los pasos a tener en cuenta a través de un procedimiento diseñado para aplicar la simulación de la soldadura mediante Métodos de Elementos Finitos (MEF). Los campos de temperaturas provocados por la soldadura se basaron en las propiedades de juntas de acero A-36, en condiciones de fuerte embridamiento o rigidez, tanto en uniones a topes como en uniones en T. Se toma en consideración aspectos de la transferencia de calor en estado (mas) transiente, así como la variación de las propiedades del material en función de la temperatura (no lineal). Se muestran en los resultados desplazamientos, deformaciones y tensiones residuales obtenidos en la simulación Resumen en inglés Abstract The following work shows the steps to keep in mind through a procedure designed to apply the simulation of the welding by means of Methods of Finite Elements (MEF). The caused fields of temperatures for the welding were based on the properties of steel ASTM A-36, under conditions of strong constraint in unions to ends as in unions in T. takes in consideration aspects of the transfer of heat in state transient, as well as the variation of the properties of the mat (mas) erial in function of the temperature (not lineal). They are shown in the results displacements, deformations and residual stress obtained in the simulation

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Obtención del Enunciado de un Problema Investigando su Solución/ Obtaining the Statement of a Problem Based on its Solution

Ferreira, Sebastião R
2009-01-01

Resumen en español En este trabajo se presenta un método de enseñanza-aprendizaje que consiste en que los estudiantes de una disciplina aprendan a encontrar el enunciado de un problema partiendo de su solución. A un grupo de estudiantes se les presentó la solución de un problema de intercambiadores de calor y se les solicitó que lo analizasen y escribiesen un enunciado para el problema. Los estudiantes presentaron enunciados razonables, pero al plantear el problema algunos se preocupa (mas) ron más por los aspectos teóricos del tema y otros por los prácticos. Ellos se olvidaron de rehacer los cálculos empleados para seleccionar los intercambiadores, lo que podría haber modificado la elección de determinado intercambiador. Se concluye que la metodología es adecuada para ser empleada en la enseñanza de transferencia de calor, representando una herramienta para ampliar el conocimiento y comprender mejor los conceptos involucrados en el tema del problema Resumen en inglés In this work a learning-teaching methodology consisting of giving the student the task of finding the statement of a problem based on its solution. The solution of a problem involving heat exchangers was given to a group of students. They were asked to analyze the solution and write a statement for the problem. The students performed well and gave different reasonable statements, but some were more concerned with theoretical aspects and others with practical aspects. They (mas) failed to redo the calculations used to select the exchangers, which could have affected the choice of the type of exchanger. It is concluded that the methodology is can be used in teaching heat transfer, representing a tool to widen knowledge and better understand the concepts involved in the subject of the problem

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Diseño y fabricación de moldes para solidificación direccional en aleaciones de aluminio

Méndez, Laura; Delvasto, Pedro; Quintero Sayago, Omar
2007-12-01

Resumen en español Se explica el diseño de moldes cerámicos que brinden un adecuado aislamiento térmico, para ser usados en ensayos de solidificación direccional de aleaciones de aluminio. Se estudiaron seis mezclas compuestas de arena sílice, bentonita, caolín y feldespato, en proporciones variables; estos componentes se escogieron dada su estabilidad dimensional a las temperaturas de ensayo y a que no reaccionan con las aleaciones de aluminio vaciadas. Para la fabricación de los mo (mas) ldes se eligió la composición 60% sílice, 16% bentonita, 16% caolín y 8% feldespato (en seco); en atención a la mejor resistencia al manejo (en húmedo y a la temperatura del ensayo de solidificación) que presentó esta mezcla. Además, dicha mezcla mostró buena colapsibilidad, propiedad indispensable para liberar el lingote producido y los termopares utilizados en los ensayos de solidificación. Se determinó un espesor de pared del molde de 2 cm, considerando cálculos teóricos de transferencia unidireccional de calor por conducción en estado no-estacionario y la facilidad para el moldeo manual de la mezcla elegida. El secado y sinterización parcial de los moldes definitivos se realizó durante 37 h, en seis etapas térmicas (25, 70, 100, 200, 300 y 1000ºC) de diferentes duración. Finalmente, se validó la aplicabilidad de los moldes fabricados mediante el vaciado en los mismos de una aleación Al-8,86% Si-0,21% Fe, encontrándose que cumplen con el objetivo planteado. Resumen en inglés This work explains the design process of isolating ceramic moulds to be used in experimental set-ups for directional solidification of aluminium alloys. Six mixtures composed of silica sand, bentonite, kaolin and feldspar, in different proportions, were studied. These components were chosen due to their dimensional stability at high temperatures and also because these ceramic materials do not react with molten aluminium alloys. For the manufacturing of the moulds, a mixtu (mas) re composed by 60% silica, 16% bentonite, 16% kaolin and 8% feldspar (dry weight) was chosen, because it exhibited a better handling resistance (in green and also at high temperatures). This mixture also showed a good collapsibility, an important property to grant the recovery of the ingot produced during the solidification tests and the recovery of the thermocouples used. A 2 cm moulds wall thickness was determined, considering non-stationary, unidirectional, conductive heat transfer and the ease for hand-based shaping of the moulds. Drying and partial sintering of the green moulds was performed through a stepwise heat treatment that lasted 37 h (25, 70, 100, 200, 300 y 1000ºC for different times, each step). Finally, the moulds were tested by pouring a molten aluminium alloy (Al-8.86% Si-0.21% Fe), and they were found feasible for the directional solidification tests proposed.

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Estudio Numérico de Flujos Turbulentos Isotérmicos en Canales y Flujos Laminares con Convección Mixta en Cavidades/ Numerical Study of Isothermal Turbulent Channel Flows and Mixed Convection Laminar Cavity Flows

dos Santos, Elizaldo D; Xavier, Carla M; Petry, Adriane P
2011-01-01

Resumen en español Se ha realizado un estudio numérico sobre flujos estacionarios turbulentos, en canales tridimensionales y flujos transitorios laminares en cavidades con transferencia de calor por convección mixta. Las ecuaciones de conservación se resuelven a través del Método de Elementos Finitos utilizando esquema temporal explícito de Taylor-Galerkin. La simulación de Grandes Escalas se emplea para el tratamiento de la turbulencia. Para el caso isotérmico, flujos con Re = 3300 (mas) son simulados usando los modelos submalla de Smagorinsky y Dinámico. Este último modelo permitió mejorar los perfiles de velocidad media y las estadísticas de la turbulencia. Los campos transitorios de velocidad y temperatura se compararon con los resultados de la literatura, obteniéndose un desvío inferior a 6% Resumen en inglés A numerical study about three-dimensional steady state turbulent channel flows and laminar transient cavity flows with mixed convection heat transfer has been done. The solution of the conservation equations is obtained by means of Finite Element Method and Taylor-Galerkin explicit scheme. Large Eddy Simulation is employed for the treatment of turbulence. For the isothermal case, flows with Re = 3300 were simulated using the Smagorinsky and Dynamical subgrid models. The l (mas) atter model allowed improving the average velocity profiles as well as turbulence statistics. The transient velocity and temperature fields were compared with results of the literature, leading to a deviation lower than 6%

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Water Vapor around Sgr B2

Cernicharo, José; Goicoechea, Javier R.; Pardo Carrión, Juan Ramón; Asensio Ramos, Andrés
2006-01-10

Digital.CSIC (Spain)

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Warm Water Vapor around Sagittarius B2

Cernicharo, José; Goicoechea, Javier R.; Pardo Carrión, Juan Ramón; Asensio Ramos, Andrés
2006-05-10

Digital.CSIC (Spain)

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Transmisión de Calor y Materia con Reducción de Volumen Durante el Secado de Ladrillos de Cerámica/ Heat and Mass Transfer with Shrinkage During the Drying of Ceramic Bricks

Nascimento, José J. S; de Lima, Antonio G. B; Teruel, Barbara J; Belo, Francisco A
2006-01-01

Resumen en español Se presenta un modelo matemático tridimensional transitorio aplicado al fenómeno de difusión de calor y materia con reducción de volumen en el interior de sólidos paralelepípedos. El modelo se ha aplicado al proceso de secado de ladrillos cerámicos. Se usó el método de los volúmenes finitos considerando propiedades térmicas y mecánicas constantes y una condición de contorno convectiva en la superficie del material. El modelo fue utilizado para estudiar el pro (mas) ceso de secado de un ladrillo de cerámica a temperaturas de 60 y 80ºC y en con humedades relativas del aire de 10,07 y 4,66%. Los resultados numéricos de contenido de humedad, temperatura y reducción de volumen, fueron comparados con datos experimentales para determinar los coeficientes de transporte. Se pudo concluir que: el fenómeno de reducción de volumen tiene dos periodos y afecta considerablemente la velocidad de secado del sólido, así como la distribución del contenido de humedad en el interior del mismo Resumen en inglés A three-dimensional, transitional mathematical model is presented, as applied to the phenomenon of diffusion of heat and material which results in the reduction of volume in the interiors of parallelepiped solids. The model has been applied to the drying process of ceramic bricks. The method of finite volumes was employed, considering constant thermal and mechanical properties and surrounding convective conditions over the surface of the material. The model was used to st (mas) udy the process of drying of a ceramic brick at temperatures of 60° and 80°C with relative humidities of surrounding air of 10.07 and 4.66% . The numerical results of moisture content, temperature, and reduction in volume were compared with experimental data to determine the transport coefficients. It can be concluded that the phenomenon of reduction in volume occurs over two periods and considerably affects the drying of the solid, as well as the distribution of the moisture content within the interior of the solid

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The Water Vapor Abundance in Orion KL Outflows

Cernicharo, José; Goicoechea, Javier R.; Daniel, F.; Lerate, M.R.; Barlow, Michael J.; Swinyard, Bruce M.; Dishoeck, E. van; Lim, Tanya L.; Viti, S.; Yates, J.
2006-08-16

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The Far‐Infrared Spectrum of Arp 220

Cernicharo, José; Fischer, Jacqueline; Smith, Howard A.; González‐Alfonso, Eduardo
2004-06-18

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Slag and ash chemistry after high-calcium lignite combustion in a pulverized coal-fired power plant

Papastergios, Georgios; Fernandez-Turiel, J. L.; Georgakopoulos, Andreas; Gimeno, D.
2007-03-01

Digital.CSIC (Spain)

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Process for Capturing CO2 Arising from the Calcination of the CaCO3 Used in Cement Manufacture

Rodríguez Gómez, Nuria; Alonso Carreño, Mónica; Grasa, Gemma S.; Abanades García, Juan Carlos
2008-08-08

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Procedimiento de recuperación de un coadyuvante de filtración procedente de la extracción de polisacáridos

Galatas Rovira, Fernando; López Gómez, Félix Antonio; López Delgado, Aurora
2003-05-01

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Pattern formation in solutal convection: vermiculated rolls and isolated cells

Cartwright, Julyan H. E.; Piro, Oreste; Villacampa, Ana I.

8 pages, 3 figures.-- PACS nrs.: 47.27.Te; 47.54.+r; 89.75.Kd.-- Printed version published Nov 1, 2002. | Observations of the peculiar behaviour of a drink of liqueur topped with cream led us to perform experiments showing that the instability is a convection phenomenon that arises through destabili...

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Pattern formation in solutal convection: vermiculated rolls and isolated cells

Cartwright, Julyan H. E.; Piro, Oreste; Villacampa, Ana I.
2002-07-14

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On the effects of Rayleigh number and inlet turbulence intensity upon the buoyancy-induced mass flow in sloping and convergent channels

Zamora Parra, Blas; Sánchez Kaiser, Antonio; Viedma, A.

A numerical study on the mass flow rate induced by natural convection in a sloped converging channel for different inclination and convergence angles with summetrical heating has been reported. Two-dimensional, laminar, transitional and turbulent different general purpose codes: Fluent and Phoenics....

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On the effects of Rayleigh number and inlet turbulence intensity upon the buoyancy-induced mass flow in sloping and convergent channels

Zamora Parra, Blas; Sánchez Kaiser, Antonio; Viedma, A.

A numerical study on the mass flow rate induced by natural convection in a sloped converging channel for different inclination and convergence angles with summetrical heating has been reported. Two-dimensional, laminar, transitional and turbulent different general purpose codes: Fluent and Phoenics....

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Numerical study of transverse flow through banks of tubes using curvilinear coordinates

Rojo, Jesús; Rincón, José; Reyes, Miguel
2002-04-01

Resumen en español El objetivo de este trabajo es desarrollar un método numérico para calcular el flujo laminar a través de arreglos de tubos tales como los que se encuentran en los intercambiadores de calor. Para lograr este propósito, se utiliza una malla no-desplazada en coordenadas curvilíneas y las ecuaciones que describen el flujo se resuelven mediante el método de los volúmenes finitos. El procedimiento de solución utiliza las componentes cartesianas de velocidad como variabl (mas) es dependientes y un método similar al SIMPLER para lograr el acoplamiento de los campos de velocidad y de presión. Los términos convectivos se aproximan utilizando un tratamiento de alto orden. El modelo numérico se aplica a varios casos en régimen laminar y los resultados obtenidos se comparan con trabajos experimentales y numéricos de varias fuentes, demostrando que el método es estable y preciso para el rango de números de Reynolds considerados. Resumen en inglés The scope of this work is to develop a numerical method to calculate the laminar flow through tube arrangements such as those in heat exchangers. To achieve this purpose, a non-staggered grid arrangement in curvilinear coordinates is used. The differential equations that describe the flow and heat transfer are transformed and expressed in a conservative form. The discretisation of the governing equations is carried out using the integration by means of the finite volumes (mas) method. The solution procedure uses the Cartesian components of velocity as dependent variables and the SIMPLER method to attain the pressure-velocity field coupling. Convective terms are approximated by using a high order treatment. The numerical model was applied to several cases in laminar regime and the predictions obtained were compared with experimental and numerical works of several bibliographic sources, showing that the method is stable an accurate for the range of Reynolds numbers studied.

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Influence of process variables on hot air drying assisted by power ultrasound

García-Pérez, José V.; Cárcel, Juan A.; Benedito Fort, José J.; Riera, Enrique; Mulet Pons, Antonio
2007-12-01

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Greenhouses climate modelling. Tests, adaptation and validation of a dynamic climate model

Baptista, Fátima; Bailey, Bernard; Meneses, Jorge; Navas, Luís

Most greenhouse climate models are specific for a particular combination of greenhouse type, crop, region and weather conditions. Models are formulated and validated for those conditions and it is not easy to directly extrapolate them to other, different conditions. In order to use them the coeffici...

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Gold nanoparticles for selective and remote heating of β-amyloid protein aggregates

Gómez Bastus, Neus; Kogan, Marcelo J.; Amigo, Roger; Grillo-Bosch, Dolors; Araya, Eyleen; Turiel, Antonio; Labarta, Amilcar; Giralt, Ernest; Puntes, Victor F.
2007-09-01

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Filament bifurcations in a one-dimensional model of reacting excitable fluid flow

Hernández-García, Emilio; López, Cristóbal; Neufeld, Zoltan

6 pages 3 figures.-- PACS nrs.: 82.40.Bj; 82.40.Ck; 47.70.−n; 47.52.+j.-- Printed version published Sep 1, 2003.-- ArXiv pre-print available at: http://arxiv.org/abs/nlin/0302040 | Contributed to: XIIIth Conference on Nonequilibrium Statistical Mechanics and Nonlinear Physics (Colonia del Sacramento...

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Filament bifurcations in a one-dimensional model of reacting excitable fluid flow

Hernández-García, Emilio; López, Cristóbal; Neufeld, Zoltan
2003-06-28

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Excitable media in open and closed chaotic flows

Neufeld, Zoltan; López, Cristóbal; Hernández-García, Emilio; Piro, Oreste

12 pages, 14 figures.-- PACS nrs.: 82.40.Bj, 82.40.Ck, 47.70.-n, 47.52.+j.-- ArXiv pre-print available at: http://arxiv.org/abs/nlin.CD/02090024 | We investigate the response of an excitable medium to a localized perturbation in the presence of a two-dimensional smooth chaotic flow. Two distinct typ...

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Excitable media in open and closed chaotic flows

Neufeld, Zoltan; López, Cristóbal; Hernández-García, Emilio; Piro, Oreste
2002-12-16

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Equipamiento para el Aprendizaje de los Fundamentos de Transferencia de Cantidad de Movimiento, de Energía y de Materia/ Equipment for the Learning of Momentum, Heat and Mass Transfer Fundamentals

Albizzati, E.D; Arese, A.N; Estenoz, D.A; Rossetti, G.H
2008-01-01

Resumen en español En este trabajo se presenta una experiencia, sobre la realización de trabajos prácticos grupales, con participación activa de los alumnos en cursos de ingeniería. Las actividades que se describen están destinadas al diseño, construcción y ensayo de un equipo didáctico para la medición de propiedades de transporte tales como, coeficientes de transferencia de cantidad de movimiento, energía y materia. La realización del trabajo práctico persigue objetivos que va (mas) n más allá del aprendizaje de ciertos conceptos, pues se pretende que los alumnos adquieran capacidades, aptitudes y actitudes no contempladas en los métodos tradicionales de enseñanza. La metodología aplicada, que ha generado gran interés en los estudiantes, favorece la formación en el campo de las relaciones interpersonales, brinda oportunidades para la comunicación oral y escrita y contribuye a una mejor comprensión de conceptos por parte del alumno. Sin embargo, el método requiere de una mayor dedicación y esfuerzo de los docentes Resumen en inglés This paper presents an experience about groupal practical works with active participation of students in chemical engineering courses. The activities being described aim to the design, construction and testing of didactic equipment to measure transport properties such as momentum, energy and mass transfer coefficients. This practical work, going beyond the learning of certain concepts, intends that students acquire capacities, skills and attitudes not considered in tradit (mas) ional teaching methods. The applied methodology, which has generated great interest among students, favors the training in the field of interpersonal relationships, offers opportunities for oral and written communication and contributes to better students understanding. However. the method requires more dedication and effort by instructors

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Determinación de los Coeficientes de Transferencia de Masa Energía para el Proceso de Secado de Textiles, en Función de la Densidad del Material/ Determination of the Coefficients of the Mass Transfer and of Energy for the Drying Process of Textile, in Function of the Density of the Material

Franceschi, Katiuska; Pérez, Sergio; Magarelli, Donato
2010-01-01

Resumen en español Se determinan los coeficientes de transferencia de materia y de energía presentes en el proceso de secado por contacto con una superficie caliente de textiles delgados. Se usaron cuatro textiles de diferentes densidades y datos experimentales del proceso de secado. Se determinaron los coeficientes para evaluar el comportamiento de cada tipo de material textil en función de la temperatura del secador cilindrico. Los materiales textiles presentan densidades entre 144 y 23 (mas) 0g/m², y el comportamiento de los coeficientes de transferencia con respecto a la temperatura del cilindro, tienen similitud para los textiles con densidad menor a 200g/m² presentando mayores valores del coeficiente de transferencia de energía y menores de transferencia de materia en comparación con los de mayor densidad Resumen en inglés The mass transfer coefficient and of energy coefficient by contact presents during the drying process of a thin textile were determined. Four textile material of different density and experimental data of the drying process were used. The coefficients were determined to evalúate the behavior of each type of textile material in function of the temperature of the cylindrical dryer. The textile materials present densities between 144 y 230g/m², and the behavior of the tran (mas) sfer coefficients with respect to the temperature of the cylinder is similar to that found for textile with density smaller than 200g/m² presented higher valúes of the heat transfer coefficients and lower valúes of the mass transfer coefficients, compared to the material of higher density

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Desarrollo de un Sistema de Secado mediante Lecho Fluido Asistido por Ultrasonidos de Potencia

Fuente, Susana de la; Rodríguez Corral, Germán; Riera, Enrique; Gallego Juárez, Juan Antonio; Mulet Pons, Antonio

8 pages, 8 figures.-- Comunicación presentada en: XXXV Congreso Español de Acústica – TecniAcústica 2004, IV Congreso Iberoamericano de Acústica, IV Congreso Ibérico de Acústica y EAA Symposium "Environmental and Architectural Acoustics" (Guimaraes, 14-17 Sep 2004). | [EN] The application of high po...

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Desarrollo de un Sistema de Secado mediante Lecho Fluido Asistido por Ultrasonidos de Potencia

Fuente, Susana de la; Rodríguez Corral, Germán; Riera, Enrique; Gallego Juárez, Juan Antonio; Mulet Pons, Antonio
2004-09-01

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Desacoples aproximado y por descomposición en valores singulares de sistemas de control mimo/ Singular value decomposition and approximate decoupling of mimo control systems

Teppa Garrán, Pedro Antonio
2009-12-01

Resumen en español Los procesos industriales normalmente poseen cientos de sensores y actuadores, lo que dificulta la determinación de un controlador multivariable (MIMO) único. Por tal razón, se suelen emplear estrategias de control descentralizado (distribuido). En este trabajo, dentro de una estrategia general de control descentralizado, se formulan dos esquemas de control por desacople. En ambos se intentan cancelar los acoples e interacciones entre los subsistemas que conforman el s (mas) istema MIMO antes de diseñar los controladores SISO (una entrada - una salida) de cada lazo simple. En el primer esquema se realiza la inversión aproximada del modelo de la planta para diseñar el precompensador de la estrategia de desacople, considerando sistemas susceptibles a descomponerse en dos escalas de tiempo (dinámica lenta y rápida). En el segundo esquema, la técnica de descomposición en valores singulares (DVS) se emplea para obtener un conjunto de ecuaciones desacopladas entre las combinaciones lineales de los sensores y combinaciones lineales de los actuadores, dadas por las matrices unitarias de la DVS de la matriz de transferencia del sistema. Ambas metodologías son validadas en un proceso físico de intercambio térmico. Los resultados alcanzados confirman su efectividad Resumen en inglés Plants in the process industry usually have hundreds of measurements and actuators, which make the determination of a single multivariable controller (MIMO) for the whole plant unfeasible - or at least not useful. Instead, a decentralised (distributed) control strategy that tries to control multivariable plants by a suitable decomposition into single input - single output (SISO) control loops is usually implemented. In this work, in the context of a decentralised control (mas) approach, two decoupling control strategies are formulated. Both counteract the couplings and interferences between the subsystems of the overall plant prior to SISO control design of the single loops. The first strategy considers the inversion of the slow time scale reduced order model of the plant while the second approach uses the singular value decomposition (SVD) technique to obtain decoupled equations between linear combinations of sensors and linear combinations of actuators, given by the columns of the unitary matrix of the SVD of the process transfer matrix. Some numerical examples performed in a heat exchanger process are provided to illustrate both the effectiveness of the synthesis and the performance achieved

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Comparison of Three Operative Models for Estimating the Surface Water Deficit Using ASTER Reflective and Thermal Data

García García, Mónica; Villagarcía, Luis; Contreras, Sergio; Domingo, Francisco; Puigdefábregas, Juan
2007-06-06

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Aplicación del Análisis Dimensional Discriminado a la Convección Libre en una Placa Vertical a través de un Medio Poroso/ Application of Discriminated Dimensional Analysis to Free Convection in a Vertical Flat Plate Through a Porous Medium

Madrid, Carmelo N; Navarro, José R; Herranz, Antonio
2006-01-01

Resumen en español En este trabajo, se presenta un estudio sobre la convección libre laminar en una placa vertical impermeable a través de un medio poroso empleando análisis dimensional discriminado. Se han obtenido soluciones para el espesor de la capa límite y el coeficiente de transmisión del calor en los casos de placa isoterma y con flujo uniforme de calor, soluciones que coinciden con las analíticas salvo una constante de proporcionalidad. La discriminación de las dimensiones d (mas) el espacio permite expresar, en un solo monomio, la solución del problema. También la aplicación del análisis dimensional discriminado permite asociar a los números de Rayleigh y de Nusselt un significado físico relacionado con la geometría del problema Resumen en inglés Laminar free convection in an impermeable flat plate trough a porous medium has been studied in this paper using discriminated dimensional analysis. With this method, which avoids complicate analytical calculus, solutions were obtained for the thickness of the boundary layer and the heat transfer coefficient in cases involving an isothermal plate and uniform heat flux These solutions agree with analytical results, except for a numerical proportional constant. Discriminati (mas) on of the dimensions leads to an single monomial for the solution of the problem. Also, application of discriminated dimensional analysis relates the classical numbers Ra y and Nu y with the geometry of the problem giving them a physical meaning

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Análisis por elementos finitos de alúmina sometida a esfuerzos mecánicos y térmicos

Tomba Martinez, A.G.; Cavalieri, A.L.
2001-01-01

Resumen en inglés Disks of a commercial alumina were fabricated by slip casting, calcination and sintering. The surfaces were machined using SiC papers (120 and 320 grit) and characterized by residual stresses measurements. The mechanical strength was determined in biaxial flexure (ball on discontinuous ring). The specimens were subjected to thermal shock conditions (cooling using a high-velocity air jet) and the critical temperature differential for crack propagation was determined. The t (mas) emperature and stress distributions during air impinging were calculated using a finite element method. The value of the heat transfer coefficient was estimated by fitting the calculated temperature profiles with those measured during each test. The calculated tension for the thermal shock fracture was compared with the mechanical strength, together with the fracture features in each case. The differences were explained on the basis of the calculated stress distributions.

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Análisis de los parámetros para el diseño y optimización de un tubo radiante/ Analysis of the relevant parameters for the design and optimization of a radiant tube

Amell Arrieta, Andrés; Copete López, Henry; Gómez, Juan Pablo
2006-09-01

Resumen en español La necesidad de apropiar tendencias tecnológicas de última generación en equipos de combustión con aplicaciones en el sector productivo nacional, despierta el interés por estudiar los parámetros de diseño, optimización y caracterización de nuevos sistemas térmicos. En este artículo se presenta un método para el análisis de procesos de calentamiento con tubo radiante. El modelo se ha desarrollado planteando algunas hipótesis que ayudan a la caracterización d (mas) e los parámetros mas influyentes involucrados en su funcionamiento y tiene como objetivos servir de guía en la etapa de diseño en aplicaciones industriales y ser una herramienta adecuada para la selección de un sistema de combustión con tubo radiante. Resumen en inglés The need for adopting the latest technological tendencies in combustion appliances, which have potential applications in the national industry, gives rise to an interest in studying the parameters of design, optimization and characterization of new thermal systems. A method for the analysis of heat transfer processes involving radiant tubes is presented in this article. Some hypotheses used in the development of the model considered helpful for the characterization of the (mas) most influencing parameters involved in the model are presented. The model attempts to serve as a guide during the design phase in in¬dustrial applications, and to be an adequate tool for the selection of a combustion system with radiant tube.

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A novel predictive architecture for microwave-assisted drying processes based on neural networks

Pedreño Molina, Juan Luis; Monzó Cabrera, Juan; Toledo Moreo, Ana; Sánchez Hernández, David

In this contribution, a novel learning architecture based on the interconnection of two different learning-based neural networks has been used to both predict temperature and drying curves and solve inverse modelling equations in microwave-assisted drying processes. In this way, a neural model that ...

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A Bacterial TrwC Relaxase Domain Contains a Thermally Stable α-Helical Core

Arrondo, José Luis R.; Echabe, Izaskun; Iloro, Ibon; Hernando, Miguel Ángel; Cruz, Fernando de la; Goñi, Félix M.
2003-07-01

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Calor: Una Propuesta Didáctica Constructivista con Enfoque de Ciencia Integrada/ Heat: a constructivist didactic proposal with integrated science focus

Castillo, Alberto de L.; Granados, Dora I.; Marino, Luis A.
2002-09-01

Resumen en español Realizamos un estudio comparativo entre dos diseños didácticos constructivistas para la enseñanza del tema Calor en estudiantes de carreras en ciencias naturales. Uno con un enfoque de ciencia integrada y el otro con un enfoque no integrador. En el primer diseño el alumno construye su propio conocimiento resolviendo situaciones problemáticas relacionadas a la biología y el medio-ambiente, que le permite analizar y relacionar los conceptos involucrados, mientras que (mas) en el segundo construye su conocimiento a través de la resolución de situaciones problemáicas físicas pero no biológicas. Concluimos que el primer diseño favorece en los alumnos la construcción de una estructura cognitiva del tipo integrada, que les facilita internalizar y transferir los conceptos físicos a problemas concretos de su especialidad. Resumen en inglés We made a comparative study between two constructivists didactic design, for teaching the theme Heat in students of natural sciences careers. One with a integrated science focus and another with a non integrator focus. In the first design the student could build his own understanding, by solving problematical situations related to the biology and the natural environment, that allows him to analyze how are related the involucrated concepts, while in the second he build his (mas) understanding by solving physics but non biological problematic situations. We concluded that the first design allows to build in the students an cognitive structure of integrated type, wath makes it easier for them to internalize and transfer the physical concepts to problems of his specialty.

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