Maestria en Ingeniería Mecánica

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    Efecto de la temperatura de revenido y la adición de Niobio sobre la resistencia al desgaste de aceros inoxidables supermartensíticos 13Cr5Ni2Mo
    (Pereira: Universidad tecnológica de Pereira, 2018) Quintero Vásquez, Jhon Diego ; Mesa Grajales, Dairo Hernán
    En la presente investigación se estudió el efecto de la temperatura de revenido y la adición de Nb, sobre la resistencia al desgaste por deslizamiento, evaluado a través de ensayos pin-sobre-disco, en dos aceros inoxidables supermartensíticos (AISM), denominados 2MoNb y 2Mo. Inicialmente, las probetas tipo disco fueron homogenizadas a 1050 °C durante 30 minutos y templadas al aire, para obtener una microestructura predominantemente martensítica. Posteriormente, las muestras fueron revenidas a 575 °C, 600 °C, 625 °C y 650 °C, con tiempo de permanencia de 2 h, seguido de enfriamiento en aceite. Los ensayos de desgaste se realizaron en máquina pin-sobre-disco usando cargas de 6 y 20 N y cuerpos de prueba tipo pin de 22 mm de largo × 5 mm de diámetro, fabricadas en acero AISI/SAE 4340 en estado bonificado y discos de los respectivos AISM con 30 mm de diámetro externo, 6 mm de diámetro del agujero interno, usado para sujeción, y 10 mm de espesor. Con el fin de determinar los mecanismos de desgaste presentes, las pistas de desgaste se examinaron en lupa estéreo-microscópica. Los análisis de caracterización microestructural fueron complementados por medio de microscopía óptica (MO), cuantificación de tamaño de grano, microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS), cuantificación de austenita revertida por difracción de rayos X (DRX) y mediciones de dureza Vickers (HV). Los resultados mostraron que la temperatura de tratamiento térmico de revenido afecta la resistencia al desgaste de los AISM. Adicionalmente, se observó que, en general, la adición de Nb aumenta la resistencia al desgaste de los AISM. Este aumento de la resistencia al desgaste está asociado tanto al refinamiento del tamaño de grano como a la precipitación de carburos de Nb de tamaño nanométrico, que actúan a nivel atómico como barreras para el movimiento de las dislocaciones asociado a la deformación plástica provocada por el proceso de desgaste.
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    Eficiencia energética en vehículos livianos del sector transporte en Colombia
    (Pereira: Universidad tecnológica de Pereira, 2018) Castillo Herrera, Juan Carlos ; Restrepo Victoria, Álvaro Hernán
    El sector transporte por carretera en Colombia es el responsable del 44% del consumo de energéticos. Igualmente, se clasifica como el principal consumidor de los combustibles derivados del petróleo y el sector productivo con mayores pérdidas de energía. En este estudio, se presentan estrategias tecnológicas y operacionales que mejoran el rendimiento de los vehículos livianos. Además, se identifican metodologías encaminadas a la medición del consumo energético y emisiones de los vehículos y se evalúa la conducción eficiente como estrategia de eficiencia energética en Colombia. Como resultado, se implementó la metodología de pruebas basada en la Regulación CFR 40 de los Estados Unidos y COPANT en un laboratorio del país y se evaluó mediante el aseguramiento metrológico el consumo de combustible en un vehículo liviano de combustión interna. Adicionalmente, empleando conducción eficiente se identificó un aumento en el rendimiento del 15% y 20% en pruebas de laboratorio y ruta respectivamente.
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    Análisis termoeconómico del ciclo de cogeneración de una planta azucarera asistido por energía solar
    (Pereira: Universidad tecnológica de Pereira, 2018) López Restrepo, Juan Camilo ; Restrepo Victoria, Álvaro Hernán
    En este trabajo, el análisis termoeconómico del ciclo de cogeneración de una planta del sector azucarero es realizado mediante una metodología de desagregación en subciclos. El análisis es llevado a cabo con el fin de evaluar el impacto de la integración de la energía solar térmica (hibridación) sobre la eficiencia y los costos de producción del sistema en estudio. El análisis termoeconómico del ciclo reveló que el proceso de desgasificación es altamente irreversible y es el causante de los mayores incrementos en los costos de producción de la planta. Así, se plantea que la integración de la energía solar térmica debe estar relacionada con la operación del desgasificador. Se identifican cuatro alternativas de hibridación: i) precalentamiento del agua de alimentación del generador de vapor, ii) generación de vapor para desgasificación, iii) calentamiento del agua de condensado, y iv) calentamiento del agua de agua de reposición. Las dos primeras fueron seleccionadas para su evaluación. El análisis termoeconómico de las propuestas de hibridación fue llevado a cabo considerando el uso de colectores solares linear Fresnel, un costo exergético unitario nulo para la energía solar térmica, e integrando a los subciclos desagregados el efecto de la integración del sistema de colectores solares. Los resultados mostraron que, para ambas propuestas, el costo exergético unitario de los productos se redujeron. Sin embargo, una vez considerados los costos de inversión de los campos de recolección de energía solar térmica, los resultados revelaron que el costo promedio de producción incrementa de 11,23 USD/MWh a 12,81 USD/MWh y 13,71 USD/MWh para cada una de las propuestas de hibridación, respectivamente. Por lo tanto, se determina que la integración de los sistemas de concentración de energía solar térmica, a través de las propuestas analizadas, es económicamente inviable.
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    Consumo específico de combustible en vehículos a gasolina. estudio a partir de parámetros constructivos y descriptivos de ciclos de conducción
    (Pereira: Universidad tecnológica de Pereira, 2018) Gómez Espinosa, Johan Andrés ; Restrepo Victoria, Álvaro Hernán
    Se han establecido varias metodologías para estimar el consumo específico de combustible de los automóviles, una de ellas se realiza en el laboratorio empleando un dinamómetro de chasis y siguiendo ciclos de conducción. Actualmente, existen varios ciclos de conducción empleados en las pruebas para homologación de vehículos de pasajeros entre ellos se encuentran el FTP-75, WLTC, NEDC, JC08. En este trabajo establecen modelos de predicción de consumo de combustible 8 a partir de los parámetros constructivos de los vehículos y 5 a partir de los parámetros que describen los ciclos de conducción, éstos modelos permiten estimar el consumo de combustible de un vehículo sin necesidad de realizar pruebas en el laboratorio o en ruta.
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    Identificación y determinación de los parámetros físico-mecánicos involucrados en la cosecha mecanizada de la mora
    (Pereira: Universidad tecnológica de Pereira, 2018) Valencia Muñoz, Daniel Alberto ; Díaz Arias, Alexander
    La presente investigación tiene como objetivo la identificación y determinación de los parámetros físico-mecánicos involucrados en la cosecha mecanizada de la mora de castilla (Rubus Glaucus Benth) mediante el diseño, construcción y evaluación de experimentos. En cumplimiento del objetivo propuesto se determinó experimentalmente la fuerza de desprendimiento entre el fruto y el pedicelo (FDFP), la masa (mF), así como la relación FDFP/mF con base a los grados de madurez 2, 4, 5 y 6. A su vez, se determinaron las combinaciones de frecuencia, amplitud y tiempo de vibración (tratamientos) mas favorables para el desprendimiento de frutos aptos y no aptos para la cosecha.