Examinando por Materia "Desgaste erosivo"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Diseño y construcción de un tribómetro tipo chorro de agua
    (Universidad del Valle, 2014) Sánchez Martínez, Eliana; Coronado Marín, John Jairo; Rodríguez Pulecio, Sara Aida
    En el presente proyecto se diseñó, construyó y evaluó un tribómetro de erosión tipo chorro de agua, capacitado para alcanzar velocidades por encima de los 100 m/s, variar la concentración de las partículas de 0% a 30% y el ángulo de impacto de 0° a 90° cada 5°. Para este trabajo se consultaron los antecedentes sobre tribómetros utilizados en investigaciones previas, con el fin de definir la ingeniería de detalle y la construcción del equipo. Se realizaron pruebas de desgaste erosivo en una aleación de aluminio con tratamiento térmico de envejecido, donde se comparó entre la línea de tendencia obtenida de la gráfica tasa de desgaste en función del ángulo de impacto, y la línea de tendencia de la gráfica del artículo Design of a Slurry Erosion Test Rig. Asimismo, se compararon los datos obtenidos con una configuración de tribómetro de cilindro rotatorio, con el objetivo de analizar las diferencias que presentaban los resultados en cada una de las configuraciones. Para los ángulos de impacto de 45° y 90° se identificaron los mecanismos de desgaste y se encontró que en el ángulo 45° se presentó micro corte, deformación plástica e inclusión de partículas; mientras que en 90° se presentó deformación plástica y micro fatiga. Los ensayos en el tribómetro construido se realizaron con slurry compuesto por agua y arena tipo cuarzo entre 600-1000 micras con una concentración del 17%, y se obtuvo una velocidad promedio de 122,39 m/s que se calculó a partir de la geometría de la boquilla y los flujos másicos de slurry y aire. Al comparar los ensayos realizados en el equipo con los ensayos del artículo Design of a Slurry Erosion Test Rig, se presentó un comportamiento similar. Además, la dispersión de los datos obtenidos en los ensayos se redujo en comparación con el tribómetro de cilindro rotatorio. Los resultados mostraron que el ángulo donde se produjo la máxima tasa de desgaste para las dos configuraciones evaluadas fue a 45°, pero se encontró que el tribómetro de cilindro rotatorio no es la configuración más adecuada para realizar pruebas de desgaste erosivo en función del ángulo, porque que la línea de tendencia de la gráfica no se comportó de acuerdo a lo encontrado en la literatura y se presentó mucha dispersión en los datos.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación del efecto de las variables de proceso en recubrimientos depositados por HVOF en la resistencia a la erosión por partícula dura
    (Universidad del Valle, 2019) Guzmán Delgado, Karen Julieth; Coronado, John
    En el presente trabajo se evaluó el efecto de las variables de proceso sobre las propiedades mecánicas y tribológicas de los recubrimientos WC-12Co y WC-10Co-4Cr depositados con la técnica de rociado térmico HVOF. Los recubrimientos tipo cermets son ampliamente utilizados por sus excelentes propiedades mecánicas de alta dureza, baja porosidad, buena adherencia y alta resistencia al desgaste; sin embargo, estas propiedades son afectadas desfavorablemente por el estado (temperatura y velocidad) de las partículas durante el rociado. Por esta razón, en un estudio previo realizado por Ojeda, evaluó el efecto de los parámetros de proceso sobre la dureza, porosidad, adherencia y rugosidad con un diseño factorial fraccionado 28-4, el cual generó 16 tratamientos con combinaciones distintas de los siguientes factores: distancia de rociado (A), tipo de polvo (B), relación O2/H2 (C), flujo de oxígeno (D), preparación superficial (E), flujo de gas de transporte (F), velocidad transversal (G) y espesor (H). Continuando con la investigación mencionada, en este trabajo se analizó el efecto de los factores principales e interacción entre factores sobre la resistencia a la erosión por partícula dura, así como su relación con las propiedades mecánicas descritas. Para ello se realizó una prueba de erosión por partícula dura (Slurry) manteniendo los mismos parámetros tribológicos para todos los tratamientos, la cual consistió en el impacto de un chorro de agua con partículas de arena sobre el recubrimiento a un ángulo de 45º. Se concluyó que los factores e interacciones más significativos fueron en orden descendente: B, HC, HD, HF, E y H; los cuales tienen una contribución de 58,07% de los resultados.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Geometry optimization of a francis turbine for efficiency, cavitation and erosion using computational fluid dynamics
    (Universidad del Valle, 2018) Aponte Núñez, Rubén Darío; Rodríguez Pulecio, Sara Aida; Ladino Ospina, Jair Alexander
    In recent years, the application of numerical computational models based on computational fluid dynamics (CFD) to industrial problems has been increasing; Today CFD is used to optimize and develop equipment and processes in many types of industry including the energy industry. The main advantage of the solutions with CFD is in the obtaining of the operating conditions and the analysis of internal and external flows, which experimentally is very difficult and expensive to achieve. This document presents the results of the research project of a master's degree in engineering with an emphasis in mechanical engineering where the geometry that minimizes the erosive wear by hard particle and cavitation for the different operating regimes maintaining the efficiency of the 10MW Francis turbine of the Amaime hydroelectric plant was obtained. To achieve this, a Simplified Virtual Laboratory (SVL) methodology was implemented, consisting of the use of Computational Fluid Dynamics and an optimization technique. First, the simulation of the current geometry of the turbine was carried out to characterize and verify, with experimental data, that the model represents the current operating conditions; this required to generate 3D CAD geometries by means of planes and reverse engineering using three-dimensional scanning of complex elements of the turbine such as blades. Second, it was required to optimize the geometry of the runner blades, guide vanes, covers and labyrinths by the combined use of factorial design of experiments, artificial neural networks (ANN) and optimization techniques by genetic algorithms.