Scielo RSS <![CDATA[Ingeniería mecánica, tecnología y desarrollo]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1665-738120110002&lang=en vol. 3 num. 6 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Editorial</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812011000200001&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[<b>Balanceo de rotores rígidos sin emplear rodados de prueba</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812011000200002&lng=en&nrm=iso&tlng=en Se presenta un método para la corrección del desbalance de rotores rígidos montados en soportes flexibles. El método se basa en la suposición de que las frecuencias naturales, los factores de amortiguamiento y las formas modales del sistema rotor-soportes pueden obtenerse de la respuesta del rotor a las fuerzas de desbalance que se pretende corregir, medida durante un arranque o un paro. La novedad del método estriba en que, a diferencia de los métodos tradicionales, no se requiere usar modelos numéricos del sistema ni medir su respuesta con fuerzas de desbalance conocidas para determinar la magnitud y posición de las masas que corrijan el desbalance. El método que se presenta aquí se basa en la relación que existe entre los parámetros modales y espaciales del sistema rotor-soportes. En este trabajo se deducen las ecuaciones que expresan estas relaciones y se describe cómo se utilizan para calcular las masas de corrección del desbalance. La aplicación del método se ilustra mediante un ejemplo numérico. Este trabajo hace posible balancear rotores rígidos sin la necesidad de ejecutar rodados de prueba, y es considerablemente más simple que otros métodos con el mismo propósito, ya que no se requiere un conocimiento detallado de la geometría o la construcción del rotor.<hr/>A method for the correction of unbalance in rigid rotors mounted on flexible supports is presented. The method is based on the assumption that the natural frequencies, damping ratios and non-normalized mode shapes can be obtained from the response of the rotor-supports system to the unbalance forces that are to be cancelled-out, using data from a single run-up or run-down. The novelty of the method lies in that, in contrast to traditional methods, neither numerical models nor measurements of the response to known trial unbalances are required in order to determine the magnitude and location of the unbalance correction masses. The method is based on the relationship that exists between the modal and the spatial parameters of the rotor-supports system. The equations that express such relationships are derived here and their use for the computation of unbalance correction masses is described. The application of the method is illustrated with a numerical example. This work demonstrates the feasibility of balancing rigid rotors without trial balancing runs, and is considerably simpler than existing balancing methods, since a detailed knowledge of the geometry and construction of the rotor is not required. <![CDATA[<b>Deterioro de refractarios diseñados para el revestimiento de un gasificador de Petcoque</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812011000200003&lng=en&nrm=iso&tlng=en Una tecnología que ha incrementado en los últimos años por ser más eficiente y limpia es la del proceso de gasificación de combustibles sólidos mediante la cual se producen gases energizantes como H2 y CO. Implementar esta tecnología requiere la utilización de refractarios capaces de soportar altas temperaturas, choque térmico y el contacto con medios agresivos. No existe hoy en día literatura reportada sobre refractarios empleados en recubrimiento de hornos gasificadores para la quema de coque de petróleo (petcoque) a temperaturas de ~ 1900°C; por tanto, en el presente artículo se plasma el estudio de refractarios base alúmina-aluminato de magnesio y alúmina como candidatos en el recubrimiento de un horno gasificador para la quema de petcoque, proceso mediante el cual se producirán gases para su uso en la producción de acero. Para ello, los refractarios fueron fabricados y sometidos a pruebas de interacción química con tabletas elaboradas de petcoque y escoria sintética de petcoque en un horno a 1650°C durante 4 horas. Tras las pruebas, los refractarios fueron caracterizados mediante Microscopia óptica, Microscopia electrónica de barrido (MEB-EDS) y Difracción de rayosX (DRX) evaluando la resistencia a la penetración y ataque químico de escorias fundías, así como las fases presentes. Los resultados mostraron que existió una penetración y ataque químico en los refractarios dada la formación de las fases hibonita, espinel base aluminato de (Ni+2, Fe+2 y Mg+2) y gehlenita; sin embargo, estas fases lograron frenar el avance de la penetración de la escoria fundida en los refractarios evaluados.<hr/>The gasification process of solid fuels for the production of gases as H2 and CO is a new technology that has been being developed recently since it is more efficient and clean compared with the present technologies. The implementation of this technology requires the use of refractory materials capable of withstanding high temperatures, thermal shock and aggressive environment. Nowadays there is not published technical literature on refractories used in gasifier furnaces lining to burn petroleum coke (petcoke) at elevated temperatures around 1900°C. Therefore, this research shows the study of refractory based in alumina-magnesium aluminate and alumina as lining options of a petcoke gasifier furnace, which will generate gas for using ¡n the steel production. After the elaboration of the refractory samples, these were subjected to chemical interactions with tablets elaborated of petcoke and synthetic slag of petcoke in a furnace at 1650°C for 4 hours. Once the tests were finished, the refractory samples were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy SEM-EDS and X-ray diffraction XRD to evaluate their resistance to slag penetration, slag chemical attack and determine the present phases. The results showed that there were slag penetration and corrosion in the refractory due to the phases formation of hibonite, based aluminate spinel (Ni+2, Fe+2 and Mg+2) and gehlenite. However, these phases together stopped the advance of the molten slag penetration in the evaluated refractory. <![CDATA[<b>Errores cinemáticos en engranes cicloidales con distancia entre ejes variable</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812011000200004&lng=en&nrm=iso&tlng=en En el presente trabajo, se hizo un análisis de errores cinemáticos en engranajes cicloidales con distancia entre ejes variable, con el fin de evaluar la utilización de estos engranes en molinos de agave o de caña. Los engranes de perfil involuta no son susceptibles al cambio de la distancia entre ejes que sucede en los molinos. Pero hay problema de interferencia de dientes en el pie que ocurre cuando el número de dientes es pequeño, y el cambio de distancia entre ejes es relativamente grande, que tiene lugar en molinos de agave cuando la distancia entre ejes es de 20 pulgadas. Entre tanto, en engranes cicloidales no hay interferencia en el pie del diente, se utiliza completamente la altura de este. No obstante estos engranes son susceptibles al cambio de distancia entre ejes. En el caso de que haya este cambio surge error cinemático. Para la evaluación del error cinemático en engranes cicloidales en este trabajo se propone un mecanismo de sustitución de seis barras y dos correderas que simula el embone de dientes de engranes cicloidales. La solución de las ecuaciones de cierre de circuito mecánico de este mecanismo y su solución numérica mediante el método de Newton-Raphson permite evaluar el error cinemático en función de la separación de los ejes de engranes. Este error no sobrepasa el 20% del valor nominal de la relación de velocidades, cuando la separación de los ejes es máxima, igual a dos pulgadas para molinos de agave de 20 pulgadas de diámetro de masas, y puede considerarse permisible, cuando las masas giran con baja velocidad, cerca de 7 r.p.m.<hr/>In this work an analysis of kinematic error in cycloidal gears with variable center distance has been done to evaluate their application in the cane and agave mills. The involute gears are not susceptible to the change of center distance that occurs in these mills. But there is a problem of teeth interference which occurs in mills involute gears when the number of teeth is small and the change of center distance is relatively large. This takes place in the agave mills with center distance equal 20 inches that does not permit to utilize completely the advantages of involute gears. Nevertheless the cycloidal gears never have interference in the tooth foot; the complete tooth height is in use. But these gears are susceptible to the change of center distance. In the case of change of center distance the kinematic error occurs. For evaluation of kinematic error in cycloidal gears a substitution mechanism of six bars and two slides is proposed in this work. It simulates teeth engagement in cycloidal gears. The composition of equations of closed mechanical circuit of this mechanism and their numerical solution by the method of Newton-Raphson let us evaluate the kinematic error as a function of gear axes separation. This error does not exceed 20% of the gear ratio when the separation of the axes is maximum, equal 2 inches for the agave mills with 20 inches center distance, and it can be considered permissible when the mills velocity is only 7 r.p.m. <![CDATA[<b>Laminar Horseshoe Vortices Upstream of a Short Cylinder Normal to a Flat Plate</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812011000200005&lng=en&nrm=iso&tlng=en A flow visualization experiment was performed in order to characterize the laminar horseshoe vortex system that appears upstream of the ¡unction of a short cylinder and a single flat plate parallel to the flow direction. The experiments were performed in a water tunnel and the technique used for flow visualization was laser illumination of seeded particles whose traces were captured using long exposure photograph. Geometrical and flow parameters, such as Reynolds number and height-to-diameter ratio of the cylinders, are varied during the experiments and the appearance of the flow regimes is determined as a function of these parameters. The behavior of vortex systems is analyzed. Additional to the types of horseshoe vortex systems reported in investigations with tall cylinders, a chaotic type of vortex system was observed for this case. This chaotic horseshoe vortex system occurs only in short cylinders and for sufficiently high Reynolds numbers. Information about the frequency of appearance of periodic vortex systems is presented, from which we could define a cylinder height beyond which the flow behavior becomes independent of height. Information of the position of the main vortex closer to the cylinder and the position of the stagnation point over the cylinder is also reported.<hr/>Este artículo reporta experimentos de visualización realizados para caracterizar el vórtice de herradura que se presenta aguas arriba de la zona de unión de un cilindro corto colocado normal a una placa plana paralela al flujo. Los experimentos fueron realizados en un túnel de agua y el método de visualización empleado es la iluminación por láser de partículas micrométricas; las imágenes de este flujo fueron capturadas por medio de fotografías de exposición prolongada. En este estudio los parámetros geométricos y de flujo, tales como el número de Reynolds y la razón de altura a diámetro de los cilindros se varían, y la aparición de los regímenes de flujo se determina como función de estos parámetros, siendo analizado el comportamiento del sistema de vórtices que aparece. A diferencia de los resultados encontrados en el caso de cilindros altos, en el caso de cilindros cortos se encontró un sistema caótico de vórtices, el cual aparece en el caso de cilindros muy cortos y a números de Reynolds suficientemente grandes. También se presenta información acerca de la frecuencia de aparición de vórtices en el caso de sistemas de vórtices periódicos y acerca de la posición del vórtice principal más cercano al cilindro y del punto de estancamiento. A partir de estos resultados se puede encontrar la altura del cilindro a partir de la cual el sistema de vórtices se vuelve independiente de la altura del cilindro.