Ingeniería, investigación y tecnología

Líneas de calor para convección natural en cavidades cerradas: Tres casos de estudio

Se presenta la técnica de visualización de líneas de calor para tres casos específicos de convección natural en cavidades cerradas. El objetivo es mostrar las ventajas de visualizar la transferencia de calor para un fluido en movimiento en lugar del uso de isotermas. Los tres casos de estudio se tomaron arbitraria mente por ser casos estudiados experimental y numéricamente, donde se conocen los campos de velocidad y temperatura, también por ser casos donde el régimen de trasferencia de calor es principalmente por convección. Se encontró que las isotermas dejan de ser una herramienta de visualización efectiva para los casos donde el fluido se encuentra en movimiento, mientras que las líneas de calor lo caracterizan independientemente del valor del número de Rayleigh.

The heatline visualization technique is presented for three cases of free convection in cavities. The advantages of the technique over the commonly used isotherms in fluid mechanics are shown and discussed. The three cases under study have been arbitrarily chosen be cause each one of them can be found experimentally and numerically in the open literature, providing results for flow and temperature fields. It was found that isotherms are not an effective visualization tool in fluid motion phenomena while heatlines characterize these flows regardless of the value of Rayleigh number.

Metodología para valorar las aportaciones de la negociación en la gestión tecnológica de proyectos en un centro de I&DT universitario

A partir del modelo de malla cerrada de circuitos de negociación en la gestión tecnológica de proyectos (GT de P); se plantea una metodología de valoración de las aportaciones intangibles de la negociación en la GT de P, basada en la definición y optimización de una función matemática de costos que debe cumplir con criterios específicos. Para su aplicación, se requiere que tanto los responsables de vinculación como el equipo de desarrollo del proyecto identifiquen y cuantifiquen los lazos o circuitos de negociación requeridos en el proyecto. Para disminuir la complejidad del problema, se presentan algunos criterios de valoración, que a su vez, dan el fundamento de la metodología. La GT de P no se aplica a todos los proyectos de investigación aplicada y desarrollo tecnológico (I&DT), que realiza una organización; sin embargo, es claro que en todos ellos se lleva a cabo al menos un circuito de negociación para lograr la aceptación de la propuesta técnico-económica. Al final de este trabajo, se propone una función que relaciona el rango óptimo de probabilidades de éxito con respecto al porcentaje de proyectos en los que se aplica negociación en las diferentes etapas de la GT de P. La metodología presentada permite calcular el valor que pueden tener las aportaciones de la negociación respecto al valor total del proyecto.

A valuation methodology for the intangible negotiation contributions is proposed from the negotiation circuits of the Management of Technology Development Projects (MTDP) and linking model. It is based in the definition and optimization of specific criteria mathematical cost function. The application of the methodology requires the identification of a the negotiation circuits required for the project by the development team and the technology transfer and responsible linking office. To reduce the problem complexity some valuation criteria are used as the methodology fundaments. The MTDP model activities are not applied to all the organization's R&D projects, but it is clear that in all of them it is at least required one negotiation circuitto get the acceptance of the technical and economical project proposals. Finally, a function that covers the relation of the optimal probability success with respect to the percentage of those projects using negotiation at the different phases of the MTDP model is proposed. The methodology presented al lows the calculation of the negotiation contributions with respect to the whole Project value.

Aplicación de un filtro activo de corriente para mejorar la calidad de la energía en un sistema eléctrico industrial

Con el incremento de las cargas no lineales en las aplicaciones industriales, surgen problemas de distorsión armónica en las señales de voltaje y de corriente, lo cual provoca pérdidas de energía y empeoramiento del factor de potencia, afectando la calidad de la energía en los sistemas eléctricos industriales. Para resolver estos problemas se han utilizado entre otros métodos, arreglos de capacitores y reactores conocidos como filtros pasivos, los cuales pueden presentar problemas de resonancia con la impedancia de la red, sobre compensación de la potencia reactiva a la frecuencia fundamental y una pobre flexibilidad dinámica para compensar diferentes componentes de frecuencias armónicas. Como una solución a los problemas mencionados, se han desarrollado los filtros activos, cuyas características se adaptan de forma dinámica a las necesidades del sistema a compensar. En este artículo se presentan el modelado y los resultados de la simulación de un filtro activo de corriente utilizado para reducir el contenido armónico y mejorar el factor de potencia de un sistema eléctrico industrial. Como carga no lineal se utilizó un convertidor de seis pulsos a diodos con carga RL (carga pasiva). Durante el análisis, se observó que el contenido total de corrientes armónicas THD se reduce para este caso de 16.47% a 0.46%,y el factor de potencia en el bus de distribución se mejora de 0.5 a 0.95. Además, se muestran las formas de ondas cuando se utiliza una carga activa formada por un convertidor de seis pulsos a tiristores con una máquina de CD.

The growing number of non-linear loads on industrial applications has produced an important impact on the quality of electric power supply due to the increasing of the voltage and current harmonic distortion, and low power factor. In order to solve this, arrangements of capacitors and reactors, known as passive filters have been used. However these filters may produce resonance problems with network impedance, over compensation of reactive power at fundamental frequency, and poor flexibility for dynamic compensation of different frequency harmonic components. As a solution to the problems mentioned above, the active filters have been developed, whose features can be adapted in a dynamic and adjustable way on the requirements of the system to compensate. This paper presents the modelling and simulation results of an active current filter, used to reduce the harmonic distortion and to improve the power factor in an electric industrial system. A six-pulse diode converter has been used as non-linear passive load. During the analysis, it was observed that the total current harmonic distortion (THD) was reduced from 16.47% to 0.46%, and the power factor in the distribution bus has improved from 0.5 to 0.95.The waveforms of a three-phase thyristor converter with a DC machine as active non-linear load are shown.

Control de sistemas ternarios con dos corrientes de recirculado

En la literatura se han planteado estructuras de control en paralelo para el control del diseño de plantas completas. En este trabajo, se considera el comportamiento de una planta que consiste en un sistema de recirculación, un reactor y dos columnas de destilación, cuyo objetivo principal es mejorar la capacidad de recuperación del proceso controlado ante perturbaciones externas. La idea es modificar las condiciones de operación del reactor y la segunda columna, a fin de distribuir el esfuerzo del control de composición ante perturbaciones en la composición de entrada. Para este fin, se propone una estructura de control paralelo donde la composición sea controlada mediante la manipulación simultánea de la velocidad de vapor del rehervidor y la temperatura del reactor. De esta forma, el uso de la temperatura del reactor con una entrada de control secundaria reducirá el comporta miento oscilatorio y la cantidad de flujo de vapor usado.

In the literature, the use of parallel control structure to improve the control behavior of plantwide de signs has been study. In this work, we consider the behavior of a plant that consists of a recycle system, a reactor and two distillation columns where the control aim is to improve the disturbance rejection capabilities of the controlled process. The idea is to change the operating conditions in both the reactor and the second distillation column in order to distribute the composition control effort in the face of fresh feed composition disturbances. To this end, a parallel control structure is proposed where the product composition is regulated by means of simultaneous feed back manipulations of the vapor boilup rate of the second column and there actor temperature. In this way, the use of the reactor temperature as a secondary control in put reduces oscillatory behavior and the vapour flowrate us age.

Selección de alternativas de inversión en la construcción de obras viales en la ciudad de México

Se propone un método sistemático con el que se analiza un conjunto de nodos viales de la ciudad de México con altos índices de ocupación para decidir sobre la posible realización de algunos tipos de obras viales en los mismos. El método permite obtener, a través del análisis estadístico de información y de la programación entera, las mejores opciones para invertir en la construcción de estas obras viales bajo un escenario de recursos limitados. La decisión se toma por un lado, con base en los ahorros de tiempo potenciales de las personas que se desplazan por dicho nodo y en el ahorro asociado al costo de los contaminantes que dejarían de emitirse y por el otro lado, considerando el costo de construcción implicado por el tipo de obra necesario. El método puede adaptarse fácilmente a otras ciudades realizando ajustes en los valores estadísticos pertinentes.

A systematic method is proposed to analyze, over a given set of high occupancy Mexico City traffic network nodes, the feasibility of different types of infrastructure modifications. This method al lows obtaining, based on statistical information and in te ger programming, the best combination of infrastructure modifications under a scenario of restricted bud get. The final choice is based, on one hand, on the savings implied by the reduction of traveling time and pollutants not emitted to the environment and, on the other, on the cost of the specific type of construction involved. The method can be easily adapted to other cities with adjustments to the statistical information.

Configuración multi-objetivo de sistemas de producción utilizando estrategias evolutivas

Se presenta un método multi-objetivo para determinar la configuración de un sistema de producción tipo jobshop flexible dinámico, de múltiples centros de trabajo con multicapacidad, utilizando la estrategia evolutiva conocida como (μ+λ)- ES. La población de soluciones que evoluciona de generación en generación, es evaluada mediante simulación. Se determina el número adecuado de máquinas por centro de trabajo, balanceando la utilización de los recursos y el tiempo de flujo de los trabajos. Si bien, el método se aplica a un sistema prototipo, es generalizable a cualquier problema de configuración y tipo de recursos (discreto o continuo).

A multi-objective optimization method using the evolutionary strategy known as (μ+λ)-ES to determine the configuration of a dynamic flexible jobshop manufacturing system with multiple multi-capacity workcenters is presented. The population of solutions, which evolve from generation to generation is evaluated by simulation. The number of identical machines at each work station is de termined, balancing the re source utilization and jobs flowtime. The method is applied to a prototype system, but it can be generalized to any problem of system configuration and resource type (discrete or continuous).

Análisis de las causas de deterioro en sistemas de almacenamiento magnético de datos

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de la inspección de 198 unidades de almacenamiento magnético de datos (discos duros), que estuvieron en servicio en nueve diferentes regiones climáticas características para la República Mexicana. Los resultados permiten definir las tendencias en cuanto al tipo de falla y los factores que inciden en éstas. A su vez, se han analizado las causas que conducen a la falla de tipo mecánico y las debidas a deterioro por corrosión atmosférica. Con base en los resultados obtenidos de muestras de campo, se demuestra que la falla en discos duros es fundamentalmente por efectos mecánicos. El deterioro por efectos ambientales se observó en cabezas de lectura-escritura, circuitos integrados, circuitos impresos y en algunos de los componentes electrónicos de la tarjeta controladora de dicho dispositivo, pero no en las superficies de almacenamiento magnético. Es por tanto que se puede descartar a la corrosión en la superficie del disco como un tipo de deterioro que afecte directamente el funcionamiento de dichos dispositivos por efecto del medio ambiente. Para evitar cualquier inconveniente en el sistema de almacenamiento magnético de datos es necesario garantizar hermeticidad en el sistema.

This paper shows the conclusions about the corrosion mechanics in storage data magnetic systems (hard disk). It was done from the inspection of 198 units that were in service in nine different climatic regions characteristic for Mexico. The results allow to define trends about the failure forms and the factors that affect them. In turn, this study has analyzed the causes that led to mechanical failure and those due to deterioration by atmospheric corrosion. On the basis of the results obtained from the field sampling, demonstrates that the hard disk failure is fundamentally by mechanical effects. The deterioration by environmental effects were found in read-write heads, integrated circuits, printed circuit boards and in some of the electronic components of the controller card of the device, but not in magnetic storage surfaces. There fore, you can discard corrosion on the surface of the disk as the main kind of failure due to environmental deterioration. To avoid any inconvenience in the magnetic data storage system it is necessary to ensure sealing of the system.

Estudios de estabilidad transitoria en sistemas eléctricos industriales con generación propia interconectados con el sistema de transmisión

La continuidad en el suministro de energía eléctrica a procesos críticos de grandes complejos industriales, tales como plantas petroquímicas, procesadoras de gas, etc., es un aspecto de fundamental importancia para garantizar una operación adecuada de este tipo de complejos. Con el propósito de mejorar la confiabilidad en el suministro de energía a los procesos críticos, los sistemas eléctricos de estos complejos industriales, generalmente cuentan con generación propia. Sí la capacidad de generación instalada en los sistemas industriales es suficiente para satisfacer el total de la carga del complejo, la interconexión con el sistema de transmisión es utilizada principalmente como respaldo durante condiciones de emergencia. En este artículo se analiza el comportamiento dinámico de dos sistemas industriales con generación propia, diseñados para operar en forma aislada, interconectados entre sí, a través de un enlace de 115 kV y con el sistema de transmisión. Los resultados obtenidos indican que el comportamiento de la frecuencia en estado "estable" en uno de los complejos, posterior a la pérdida del enlace con el sistema de transmisión, mejora de manera considerable cuando éstos operan de manera interconectada.

Aiming to ensure continuity in the electrical supply to critical processes, the electrical systems of large industrial plants, i.e. gas, and petrochemical industries usually posses local generation. Should the local generation be enough to satisfy the demand of the plant, then the interconnection with the public grid is commonly used as an important support for emergency conditions. This paper is concerned with the dynamical performance of two interconnected industrial power systems tied to the transmission system. Simulation results indicate that the frequency performance of one of the industrial plants, after the transients caused by the loss of the tie with the transmission system have died out, is greatly improved if both industrial plants remain connected after the disturbance.

Una gráfica de control combinada para identificar señales fuera de control en procesos multivariados

La gráfica de control T² de Hotelling se ha empleado ampliamente para identificar señales fuera de control en procesos multivariados. Sin embargo, esta gráfica no es sensible a cambios pequeños en el vector de medias del proceso. En este trabajo se propone una gráfica de control para identificar señales fuera de control. La gráfica propuesta es una combinación de la gráfica T² de Hotelling, la gráfica M propuesta por Hayter et al. (1994) y una nueva gráfica basada en Componentes Principales. La combinación de las tres gráficas permite identificar cualquier tipo y magnitud de cambio en el vector de medias del proceso. Por medio de simulación y la Longitud Promedio de Corridas (ARL), se evalúa la eficiencia de la gráfica propuesta. El ARL indica el número promedio de puntos dentro de control antes de encontrar un punto fuera. Los resultados de la simulación muestran que la gráfica propuesta es más sensible que cada una de las tres gráficas en forma individual.

The Hotelling's T² control chart is widely used to identify out-of-control signals in multivariate processes. However, this chart is not sensitive to small shifts in the process mean vector. In this work we propose a control chart to identify out-of-control signals. The proposed chart is a combination of Hotelling's T² chart, M chart proposed by Hayter et al. (1994) and a new chart based on Principal Components. The combination of these charts identifies any type and size of change in the process mean vector. Us ing simulation and the Average Run Length (ARL), the performance of the proposed control chart is evaluated. The ARL means the average points within control before an out-of-control point is detected. The results of the simulation show that the proposed chart is more sensitive that each one of the three charts individually.

Diseño de un turbo código en condiciones de SNR altas utilizando tramas pequeñas

En el contexto de la codificación de canal se han realizado diversos estudios buscando alcanzar el límite teórico de Shannon; en este sentido, los turbo códigos se acercan bastante al mencionado límite. En el presente trabajo se hace un estudio comparativo entre algunos entrelazadores recomendados para tamaños de tramas pequeñas (N<1024) bajo condiciones de perforado de tasa compatible, así como una sugerencia para la metodología de perforado, buscando mejorar el desempeño del turbo codificador, en términos de la tasa de bits erróneos (BER), particularmente en la zona de piso de ruido (error floor), correspondiente a relaciones señal a ruido (SNR) altas.

In the context of channel communications there have been several studies searching the theoretical Shannon's limit. In this sense, turbo codes performance is very close to this limit. In this work we make a comparative study of some good interleavers for short frame size (N<1024) considering rate compatible puncturing. We recommend a special puncturing methodology trying to improve the bit error frame (BER) especially at the error floor region and high SNR.