Área de Energía - Tesis

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http://hdl.handle.net/11042/951

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Browsing Área de Energía - Tesis by Author "Alcarazo Tenorio, José Santiago"

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    Diseño de deshidratador de alimentos casero con instrumentos reciclables
    (Universidad de Piura, 2021-05-10) Alcarazo Tenorio, José Santiago; Cisneros Carrasco, César Alejandro; García Olazábal, Melannie Sharon; Ordinola Armas, James Francisco; Marcelo Aldana, Mario Daniel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    El presente trabajo tiene como objetivo analizar y simular el proceso de deshidratación en alimentos cuyo propósito es obtener los diferentes parámetros influyentes en el proceso para, de esta manera, elaborar el diseño de un deshidratador solar que sea capaz de brindar un proceso confiable y eficiente, donde el producto a evaluar tenga los resultados esperados. Con tal fin, se realiza un análisis matemático para establecer un balance de masa en el proceso de deshidratación junto con un análisis térmico, estableciendo así las pérdidas de calor en todo el sistema, además de encontrar el calor requerido para el proceso. En tanto, se revisan los parámetros de relevancia recopilados de la estación meteorológica de la Universidad de Piura, siendo estos los parámetros de entrada en las simulaciones en los diferentes softwares: Matlab, SolidWorks y ANSYS. Tras estos desarrollos, se comprueba que la variación de resultados de las temperaturas en los distintos puntos de estudio, tanto en Matlab como SolidWorks, se debe al tipo de análisis. En el primero, se realiza un análisis bidimensional, puesto que se utilizan ecuaciones y se hacen iteraciones en un intervalo de tiempo mientras que, en SolidWorks, se introduce el sólido diseñado en 3D que posteriormente, tras un mallado por elementos finitos y con ciertos parámetros de entrada (características relevantes de los materiales y condiciones ambientales), se itera, haciendo de esta simulación la más precisa. Finalmente, se concluye que el diseño del deshidratador considera tres orificios de entrada, lo que permite versatilidad en el control del flujo másico del aire de entrada, según las condiciones ambientales que se puedan dar durante su funcionamiento. A partir de las simulaciones y los resultados obtenidos, se pudo visualizar los efectos del secado en el banano y las temperaturas que se dan en el proceso de deshidratación.
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    Evaluación termodinámica de un sistema frigorífico en cascada a partir de análisis paramétrico y comparación de refrigerantes
    (Universidad de Piura, 2023-05-04) Alcarazo Tenorio, José Santiago; Ordinola Armas, James Francisco; Quispe Chanampa, Carlos Nicolás; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica Eléctrica.
    El objetivo de la tesis consiste en evaluar termodinámicamente un sistema de refrigeración en cascada de nivel industrial, a través de un análisis paramétrico, variando los refrigerantes utilizados. Se han determinado las ecuaciones termodinámicas que describen un proceso de refrigeración, bajo un análisis de primera y segunda ley, las cuales se han adaptado a un caso de estudio proporcionado por la sección de Energía de la Universidad de Piura. Para el desarrollo de la solución numérica se ha utilizado el software Engineering Equation Solver (EES). Posteriormente, se realizaron variaciones en los parámetros de las propiedades que definen los estados, así como los refrigerantes utilizados para analizar la influencia que tenían respecto al rendimiento del sistema. Se encontró que las condiciones de trabajo de los componentes del sistema y el tipo de fluido refrigerante influyen significativamente en el rendimiento y eficiencia de los sistemas de refrigeración, sin embargo, es importante tener en cuenta que existen limitantes como: propiedades y riesgos de los refrigerantes, presiones de trabajo de los dispositivos y tipo de material de aislamiento térmico utilizado. Se concluye que en un sistema de refrigeración en cascada con un ciclo de alta y de baja temperatura, se tendrá mejor eficiencia de segunda ley en el ciclo de baja temperatura. Esto se debe a que, el ciclo de baja trabaja en condiciones más óptimas con respecto a las irreversibilidades que el ciclo de alta, es decir, la temperatura y presiones de trabajo son más bajas. En el análisis energético planteado, para cada variación de refrigerante, se puede esclarecer que la combinación R-134a/R-717 tendrá un ahorro energético del 52% con respecto al costo energético de la combinación de refrigerantes R-134a /R-134a.