Tesis EP Ingeniería Mecánica de Fluidos

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Análisis de flexibilidad en sistemas simples de tuberías
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2017) Saccaco Acevedo, Elias; Juárez Céspedes, José Feliciano
El estudio versa sobre el análisis de flexibilidad en un spool que conecta una caldera con una tubería existente; esto debido a que la empresa necesita un incremento en la cantidad de vapor en sus procesos. El análisis de flexibilidad predice los esfuerzos de las tuberías y las cargas que sufren los equipos producto de los gradientes de temperatura, el peso, la presión, acciones externas del viento y sismos; generalmente, es necesario realizar este estudio en tuberías que sufren grandes fluctuaciones de temperatura o en tramos largos de tuberías. Para el análisis se recopila toda la información necesaria sobre las líneas y equipos pertenecientes a cada uno; dicho análisis se realizará mediante un cálculo manual y se contrastará con el programa de análisis de esfuerzos en tuberías AutoPIPE. Para cada caso se verifica que los esfuerzos estén dentro de los rangos permisibles según la norma ASME B31.3.
Análisis de la socavación hidráulica en puentes
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Flores Cáceres, Carlos; Juárez Céspedes, José Feliciano
Las estadísticas de fuentes mundiales y nacionales indican que la mayoría de puentes fallan por razones hidráulicas, producido principalmente por la socavación hidráulica. Este fenómeno en una avenida se incrementa notablemente y erosiona las cimentaciones de las estructuras de obstrucción como pilares y estribos hasta ocasionar el colapso del puente. Si bien existen y se van desarrollando metodologías apropiadas para el cálculo de las profundidades de socavación, la problemática se mantiene hasta la actualidad y más aún en nuestro país. Realiza el análisis de la socavación hidráulica producida en puentes, mediante el reconocimiento de todos los factores que influyen en el fenómeno, para establecer los procedimientos y las metodologías apropiadas para la estimación correcta de las profundidades de socavación. La investigación se desarrolla utilizando el método científico, planteando el problema de la socavación hidráulica a partir de la problemática de las fallas de puentes, donde se plantearon los objetivos y se desarrollaron todos los estudios preliminares, reconociendo los factores y parámetros que influyen en la socavación para luego describir y calcular las metodologías más representativas para los cálculos de los diversos tipos de socavación a partir de un ejemplo aplicativo real y realizar los análisis respectivos a partir de los resultados obtenidos. Se concluye que con un análisis adecuado de los factores y parámetros que intervienen en el proceso erosivo y el uso correcto de las metodologías existentes, se pueden estimar con mayor exactitud las profundidades de los tipos de socavación, a fin de disminuir las fallas de puentes debido a este fenómeno.
Análisis técnico de los barrajes tipo indio, convencional y tirolesa para bocatomas en la quebrada Tupuri, distrito de San Gaban, provincia de Carabaya, departamento de Puno
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018) Nontol Gutierrez, Luis Alberto; Juárez Céspedes, José Feliciano
Realiza el análisis técnico entre tres tipos de barrajes (barraje convencional, barraje tipo indio y barraje tirolesa) de bocatomas en la quebrada Tupuri, con una pendiente del 20%, y evalúa cuál es la mejor alternativa con respecto a su eficiencia, comportamiento y sostenibilidad en la etapa de operación. De la comparación de resultados entre los tres tipos de barraje, se concluye que el barraje tipo Indio tiene un mejor comportamiento en quebrada de fuerte pendiente debido a que presenta un menor desgaste en épocas de máximas avenidas, además que no requiere un disipador de energía ya que el enrocado acomodado se comporta como el lecho del rio sin generar erosión aguas abajo. Por otro lado, la incorporación del barraje móvil reduce el ingreso de material de arrastre por la ventana de admisión generando así una captación permanente y eficiente durante todo el año.
Analizar y simular un sistema de agua potable para la localidad El Progreso distrito de la Coipa – provincia de San Ignacio – Cajamarca
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018) Palacios Cuzcano, Francisco Galart; Juárez Céspedes, José Feliciano
Realiza la simulación hidráulica de un sistema de agua potable en la localidad El Progreso, provincia de San Ignacio, departamento de Cajamarca. Determina la población futura y la demanda de agua para un periodo de diseño de 20 años. Analiza los diferentes tipos de captaciones y considerar la más factible para esta localidad. Determina la capacidad del reservorio de regulación. Analiza y determina la utilización de planta de tratamiento adecuada para esta localidad. Simula en Watercad las diferentes alternativas de abastecimiento de agua para la localidad El Progreso.
Diseño hidrológico, hidráulico y subestructura del puente Casablanca
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2017) Villalobos Silva, Julio Alberto; Juárez Céspedes, José Feliciano
Elabora el diseño hidrológico, hidráulico y subestructural del puente vehicular “Casablanca” sobre el río Huallaga que proporciona una nueva opción para acceder al sector de Conchamarca; buscando liberar el tráfico que circula por los puentes vehiculares: Colpa Alta y Matibamba; ya que la problemática de acceder hacia este sector se prolonga por largos lapsos de tiempo, con mayor dificultad cuando los productores agrícolas necesitan transportar sus productos hacia Huánuco y otras localidades y en los días denominados como “día de mercado”; ya que deben circular a través de otros puentes vehiculares los cuales se encuentran muy alejados de esta localidad. Para la elaboración del diseño hidrológico e hidráulico toma como referencia algunos criterios hidrológicos empíricos y prácticos contenidos en textos sobre el diseño de puentes. Así como desarrollos estadísticos de probabilidad, todo ellos respaldado por las normas internacionales estipuladas por la American Association of State Highway Transportation Officials (AASTHO) y el Manual de diseño de puentes del Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú, junto con la opinión de diversos reglamentos sudamericanos especializado en puentes. El diseño de la subestructura tomara como dato de diseño inicial los resultados de las cargas de la superestructura obteniendo finalmente la geometría del mismo junto con todos sus elementos y sus cargas de diseño.
Simulación numérica del proceso de sedimentación en el desarenador de la central hidroeléctrica Cañón del Pato
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2019) Ramos Orellana, Gino Huber; Juárez Céspedes, José Feliciano
El presente trabajo trata sobre el proceso de sedimentación en el desarenador de la Central Hidroeléctrica Cañón del Pato, con la finalidad de mejorar el proceso de sedimentación en el desarenador. Para ello se ha realizado la simulación numérica del desarenador con la tabiquería en las naves centrales y laterales (Escenario 1) y como propuesta de mejora, sin la tabiquería en las naves (Escenario 2), con la finalidad de mejorar el proceso de sedimentación en el desarenador. Para la simulación numérica de ambos escenarios se ha utilizado el módulo CFX del software Ansys, que se basa en las ecuaciones gobernantes de flujos de Navier-Stokes, las cuales son resueltas por el método de volúmenes finitos. Además, se ha implementado el modelo k-epsilon; como modelos multifásicos, el modelo Euleriano para determinar la superficie libre y el modelo Lagrangiano para el transporte de partículas. Los resultados obtenidos a partir de la simulación numérica, fueron validados con estudios anteriores realizados en la central hidroeléctrica, como el Estudio de Transporte de Sedimentos elaborado por ELECTROPERU en 1985, e información recopilada del centro de control de la Bocatoma y Casa Fuerza de la central hidroeléctrica. De los resultados obtenidos de la simulación hidrodinámica, se concluye que en el Escenario 2, las naves centrales adquieren mayor velocidad con respecto al Escenario 1, además para las naves laterales presentan una mínima variación con respecto al incremento del caudal de ingreso al desarenador que son direccionados hacia las naves centrales debido a la pequeña transición que no distribuye uniformemente el flujo en todas las naves. De la simulación de transporte de sedimentos del Escenario 2, se determinó la eficiencia del desarenador en función de la concentración en la entrada y salida de la estructura del desarenador, para el caudal de operación actual de 80 m3 /s se determinó que el 7,38% de los sólidos en suspensión que ingresan al sistema del desarenador son retenidos por la estructura.

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