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.
Descripción y análisis del proceso de dilución del efluente vertido a través del emisario submarino de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Taboada
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2016) Centeno Alanya, Mirian Celina; Juárez Céspedes, José Feliciano
Describe y analiza mediante el cálculo de la dilución del efluente como el proceso de vertido a través del emisario submarino logra mejorar las condiciones del medio receptor, aguas marinas de la Bahía del Callao y su entorno, dentro del marco normativo correspondiente y en base al criterio del ciclo integral del agua. Para ello identifica las características del efluente proveniente de la PTAR Taboada que es descargado mediante el emisario submarino y las características del cuerpo receptor donde se descarga el efluente, describe las componentes, parámetros y características del emisario submarino, y calcula el valor de la dilución del efluente vertido a través del emisario submarino en el cuerpo receptor determinando la reducción del nivel de concentración de los contaminantes.
Diseño de la línea de impulsión para el afianzamiento hídrico para el proyecto Anama
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Ruiz Torres, Carlos Alberto; Juárez Céspedes, José Feliciano
Detalla el procedimiento y el diseño de la línea de impulsión y el sistema de bombeo para el abastecimiento del recurso hídrico para el proyecto minero Anama, que se encuentra en los parajes de los cerros Japutani – Chicorone, del distrito de Huaquirca, provincia de Antabamba, departamento de Apurímac a una altitud promedio de 4700 msnm. Analiza tres alternativas de diseño considerando el volumen de requerimiento constante, mediante este análisis se pretende obtener la mejor opción técnica – económica que permita definir el tipo, diámetro y clase de tubería, así como el equipo de bombeo que genere el menor costo de operación y mantenimiento posible durante la duración del sistema. En la alternativa seleccionada realiza el análisis de carga de relleno que soporta la tubería y el diseño propiamente de los bloques de anclaje que se requiere para la estabilidad de la línea cuando se ejecute la instalación.
Diseño de una microcentral hidroeléctrica en la provincia de Jaen – Cajones
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2013) Malqui Vilca, Erik Ronald; Juárez Céspedes, José Feliciano
plantea generar energía eléctrica a partir de los recursos hídricos disponibles en la quebrada La Tuna, tributaria de la quebrada Cajones, que permite captar un caudal de 0.440 m 3 /s que es conducido por la margen derecha a través de un canal de aducción de 370 m de longitud hacia la cámara de carga para aprovechar un salto hidráulico de 60 m. hasta la casa de máquinas y así, poder generar 180 KW de potencia que permita dar servicio de alumbrado público, doméstico y futuras demandas comerciales e industriales en las localidades de Cajones, El Huaco, La Tuna y Santo Domingo, del distrito de Huabal de la provincia de Jaén. Se recomienda una tubería de acero rolado de 45 cm de diámetro y 120 m de longitud instalada sobre tres anclajes y 20 apoyos de concreto armado y tubería de limpia y descarga de la cámara de carga, de PVC de 15” de diámetro, instalada sobre cuatro anclajes de concreto ciclópeo con dos cámaras rompe presión y un canal de concreto armado que empalma al canal que descarga los materiales sedimentados a la quebrada.
Diseño hidráulico de la bocatoma Curipampa con captación por ambas márgenes del río Curipampa
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2013) Huayhua Huamani, Edson Elvis; Juárez Céspedes, José Feliciano
Realiza el diseño hidráulico de una estructura de captación o bocatoma el cual debe garantizar el ingreso del caudal de diseño el mismo que debe de cumplir la demanda de los sectores de riego Pinahua y Carhuanillas. Actualmente el ganado tiene su alimentación en pastos naturales que dependen únicamente de las precipitaciones estando disponible en el mejor de los casos sólo seis meses al año mientras que para el resto del año el alimento se hace escaso el mismo que repercute negativamente en los ganados, pues la mala alimentación no oferta buena producción pecuaria con una baja producción de leche, carne y quesos que tienen un prestigio bien ganado. En su afán de irrigar las áreas de cultivo en años muy anteriores los pobladores mediante faenas han construido un bocatoma artesanal y canal en tierra los mismos que son captados del río Curipampa que tiene un caudal variable dependiente también del régimen pluviométrico que cuando se necesita del riego en la primera fase del cultivo el agua que circula por este es reducido mientras que existe también mayor cantidad de agua cuando no se le necesita. Esta situación hace pensar en una solución mediante un proyecto integral que permita almacenarla el agua para su posterior regulación.
Diseño hidráulico óptimo de la tubería forzada de la Central Hidroeléctrica Yuracyacu
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) López Villayzán, Silvia Lorena; Juárez Céspedes, José Feliciano
El objetivo de la presente monografía es el cálculo y diseño hidráulico a nivel definitivo de la tubería forzada de la Central Hidroeléctrica Yarucyacu.
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.
Evaluación y diseño de la línea de conducción para el sistema de abastecimiento de agua potable por gravedad
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2016) Martínez Inga, Tito Antony; Juárez Céspedes, José Feliciano
Evalúa el sistema de abastecimiento de agua potable del centro poblado El Cedrón ubicado en la provincia de Bagua en la región Amazonas. Diseña una nueva línea de conducción de 457.73 m de longitud y de 1” de diámetro para el sistema de agua potable del centro poblado con el objetivo de mejorar las condiciones de salubridad de la población.
Infraestructura hidraúlica para riego San Pedro
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2011) Condezo Montes, Boris Yovani; Juárez Céspedes, José Feliciano
Refiere el diseño de las obras hidráulicas correspondientes a la captación, cámara de carga, compuerta Avio, Sedimentador, canales de conducción, aliviadero, decantadores y sistema de purga, la toma está ubicado en la progresiva km 13 + 251 del canal Principal del P.E Chinecas, que fue constituida con un capacidad de captación 200 lt/s. Esta toma está ubicada en la margen derecha del canal principal en el sub sector denominado Pampa del Toro. Los criterios hidráulicos para su funcionamiento han sido determinados en base a proyectos de riego realizados en el valle de Moche - Trujillo. La toma proyectada estará provista de una compuerta plana deslizante con mecanismo de Izaje mediante pedestal la cual entrega a una tubería de concreto reforzada clase III – B (Resist. Concreto 27.6MPa -280kgf/cm2) de 18 pulg. de diámetro y de 9.20 m de longitud la cual pasara bajo el actual camino de servicio del canal principal.
Metodología de la instalación de tubería polietileno (HDPE) para emisor submarino industrial pesquero - Chimbote
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2013) Poma García, Charles; Juárez Céspedes, José Feliciano
Elabora la metodología de instalación de tubería de polietileno (HDPE) para emisor submarino industrial pesquero, que nos permitirá solucionar el problema de la contaminación de los diferentes cuerpos de agua, ya que es un fenómeno que responde al creciente grado de actividad contaminante que se viene dando en las últimas décadas. El desarrollo de los procesos industriales y el incremento de transporte marítimo aunado al crecimiento poblacional han incidido en un brusco y extraordinario aumento en la recepción de los cuerpos de agua de sustancias externas contaminantes. El estudio determina el proceso de instalación del emisor submarino que brindara el servicio de disposición final de los efluentes generados por cada una de las empresas industriales pesqueras asociadas a APROCHIMBOTE. La recolección de los efluentes residuales previamente tratados, se realiza a través de tuberías, por lo que, en La Estación de Bombeo y en las respectivas Sub Estaciones de Bombeo, no se realizará ningún tratamiento en dichas instalaciones, ya que están recibiendo un efluente previamente tratado, con una calidad menor o igual a los Límites Máximos Permisibles establecidos en el D.S. N°010-2008-PRODUCE. Posteriormente, a través de un proceso de bombeo el efluente es trasladado hasta su disposición final ubicada fuera de la bahía, todo esto se realizará a través de un Emisor Submarino de Aprox. 4.2 Km de longitud. El punto de descarga o disposición final, se encuentra fuera de la bahía a una profundidad de Aprox. 30 metros, de grandes corrientes de dirección sur - norte, donde se logrará una dilución de 460 veces.
Simulación de tránsito de avenidas y de los niveles de inundación en el cauce del río Tulumayo para la Central Hidroeléctrica Chimay
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Inocente Mendoza, Felix Fernando; Juárez Céspedes, José Feliciano
Simula los niveles de inundación en el río Tulumayo aguas abajo de la Central Hidroeléctrica Chimay, la cual necesitaba de medidas de hidráulica fluvial para protección del cauce del río Tulumayo aguas abajo de la presa Tulumayo hasta el poblado de Vitoc (aproximadamente 25Km río abajo), estos riesgos y vulnerabilidades estaban asociados principalmente al cambio de régimen hidráulico por la construcción de la presa y la operación del sistema hidráulico de la Central Hidroeléctrica Chimay. La simulación del tránsito de avenidas aguas abajo del embalse permitió establecer los límites y áreas de inundación y los peligros asociados tanto en la población ubicada en el ámbito de influencia, así como a la infraestructura. Para la simulación de la onda de avenida a lo largo del río Tulumayo aguas abajo del embalse de regulación se utilizó el software HEC-RAS e Eagle Point además de AutoCAD.
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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