Las metodologías numéricas han presentado una solución económica de flujos laminares y turbulentos capaz de predecir una amplia gama de dispositivos mecánicos en la ciencia y la ingeniería. En los últimos años se han empleado herramientas computacionales para analizar el comportamiento de las ecuaciones de conservación utilizadas para describir la interacción entre los flujos turbulentos y laminares utilizados para transferir la energía necesaria para operar un sistema mecánico complejo. Debido a lo anterior, este trabajopropone la aplicación del método numérico vinculado a algoritmos matemáticos capaces de generar una solución aproximada del sistema de ecuaciones diferenciales parciales que determina los valores de presión y velocidad relacionados con el rendimiento de la bomba centrífuga en condiciones de baja Re a través del software OpenFOAM y Salome 8.3.0. Se calculó un análisis de independencia de malla para estudiar el esfuerzo computacional requerido y así establecer una descripción aproximada de los fenómenos de turbulencia producidos por la bomba centrífuga en el entorno virtual que soporta el solver MRFSimpleFoam.

Introducción— El análisis del flujo de aire, en Motores de Combustión Interna expone un gran desafío para los investigadores debido al comportamiento que presenta el aire dentro del cilindro, el cual se caracteriza por ser turbulento, inestable, cíclico y no estacionario tanto espacial como temporalmente. El presente estudio propone implementar de un modelo de turbulencia a través de un análisis de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) que permita simplificar el fenómeno para motores de baja cilindrada y describa los parámetros que repercuten en la eficiencia y emisiones del motor. Objetivos— El presente estudio busca analizar el comportamiento del flujo de aire en el sistema de admisión de un motor Diésel de baja cilindrada con aspiración natural a través de un modelo experimental ajustado mediante un modelado CFD. Metodología— Se realizó el análisis del comportamiento del flujo de aire en el sistema de admisión del motor con un modelo experimental que obtiene las características del flujo. Este modelo es ajustado mediante herramientas CFD en OPENFOAM®, que permitirá obtener el Coeficiente de Descarga (CD) y el Coeficiente de Torbellino (CT) para describir el comportamiento aerodinámico del sistema de admisión. Resultados— Para el CD, los valores oscilan entre 0 L/D y 0.5 L/D indicando que este motor es capaz de trasegar un 50% de aire de la capacidad teórica con una válvula de 30.5 mm de diámetro y una cámara de 0.3 L de volumen. En cuanto al CT, para un área de referencia variable, los valores oscilan entre 0.19 L/D y 0.3 L/D, por lo que el motor solo disminuiría un 11% su capacidad de trasegar flujo de aire de la capacidad ideal, si el flujo másico teórico va en aumento para cada levantamiento. Conclusiones— Se puede concluir que para 3000 rpm y 3400 rpm se produce un vórtice definido bajo la metodología propuesta, obteniendo valores de velocidad muy cercanos a 10 m/s y 20 m/s en la periferia, que aseguran el flujo de aire con vorticidad en el cilindro. A 3400 rpm el CT se eleva con respecto a los demás regímenes en los últimos levantamientos de válvula. Concluyendo así, que bajo este régimen de giro se da el punto óptimo de generación de vorticidad para el motor que permite reducir las emisiones e incrementar le eficiencia global.

Introducción: Actualmente, el modelado termodinámico de diagnóstico en un motor Diésel es una herramienta ampliamente usada tomando como base los datos de presión dentro del cilindro. No obstante, su estudio requiere el ajuste de submodelos a través de procesos iterativos que demandan un excesivo gasto de tiempo y altas incertidumbres. Entre estos submodelos se encuentra el de volumen instantáneo en la cámara de combustión, ya que la biela es un elemento altamente deformable por su bajo módulo de rigidez y por ende esta variación afecta al trabajo mecánico de expansión calculado para el balance de energía global. Objetivo: En este estudio se busca implementar una metodología para la caracterización del volumen instantáneo en la cámara de combustión, orientada a su estimación de manera rápida y precisa mediante el software ANSYS®. Metodología: Se realizó la caracterización de un motor Diésel Nissan YD22 utilizando datos de presión medida en el cilindro correspondientes a ensayos en arrastre (sin combustión) para los régimenes de 1000, 1700 y 2400 rpm. Resultados: Los resultados obtenidos en la simulación y validados experimentalmente indican que la metodología propuesta genera homocedasticidad en el coeficiente de ajuste Kdef, el cual tiene un valor de 0.701 para el motor en estudio y se mantiene casi constante independientemente del régimen de giro. Conclusiones:Se verifica también que se logra una mejor predicción del volumen real de la cámara de combustión con la metodología desarrollada, a la vez que el factor de ajuste propuesto Kdef permite el ajuste del modelo teórico planteado y absorbe las incertidumbres propias de modelado de este tipo de sistemas. 

El desarrollo de ecuaciones de sintonia de controladoresPI, PID basados en criterios de desempeño es unametodologia ampliamente utilizada en los ultimos años. Existennumerosas publicaciones cientificas donde se reportan ecuacionesde sintonizacion utilizadas para sintonizar controladores enfuncion de las caracterisitcas de un proceso en particular, yde la respuesta deseada en el lazo de control. En este articulose presenta el desarrollo de unas ecuaciones de sintonía paracontroladores tipo PID basados en la formulación de un nuevocriterio integral de desempeño denominado FAD®, el cual buscaminimizar la desviación del error por encima o por debajo del SetPoint para un control regulatorio, en función de la restricciónesde un proceso especifico que puede ser aproximado a traves de unmodelo representado por una función de transferencia FOPDT.

Introducción− La optimización energética de bombas centrífugas comprende diversas formas de estudio, entre ellas, la aplicación de análisis paramétricos sobre una bomba centrífuga comercial, generando cambios dimensionales que puedan ser estudiados a través de CFD y que permitan obtener una configuración paramétrica con mejores niveles de eficiencia. Adicionalmente, la incorporación de modelos de pérdida de energía sobre los análisis paramétricos, permite comprender de forma más detallada las causas de reducción de eficiencia bajo distintas condiciones de operación. Objetivo− En este estudio se busca optimizar una bomba centrifuga usando análisis paramétrico en CFD y modelos de perdida de energía, con el fin de mejorar la eficiencia energética. Metodología− Se realizó un análisis energético que combina estudios paramétricos y modelos de pérdida de energía, aplicando la dinámica de fluidos computacional (CFD) por medio del software OpenFOAM. Los modelos constaron de 4 configuraciones geométricas: número de álabes, diámetro de salida, ángulo de salida y espesor de salida del impeler. Los modelos energéticos para el estudio de pérdidas de energía se basaron en turbulent kinetic energy (TKE) y el comportamiento de la eficiencia hidráulica. Resultados− Finalmente, se obtuvo que el parámetro que tuvo mayor influencia en la eficiencia y la turbulencia fue el aumento del espesor, disminuyendo las pérdidas de energía más influyentes sobre el desempeño de la bomba, logrando aumentos en la eficiencia de 4.71% y reducción de la TKE en 4.24 m2/s2 respecto a la bomba original. Conclusiones− La interface entre el impulsor y la voluta genera turbulencia por el gradiente de velocidad presente en las partículas, debido a que pasan de altas velocidades a un medio de baja velocidad. Las configuraciones que aumentaban el área de flujo entre los álabes presentaban mayores niveles de eficiencia, al permitir desplazar una mayor cantidad de fluido, permitiendo un comportamiento de las velocidades más adecuado, reduciendo las pérdidas debida a la fricción del fluido con las paredes de la voluta.

Introducción: Actualmente, el modelado termodinámico de los ciclos de potencia es una herramienta muy atractiva, con la cual se logra analizar y determinar cuan eficiente podría llegar a ser la combinación de distintos ciclos y/o la implementación de diversos componentes, que con sus diversas características y comportamientos impactan de forma positiva sobre la generación de energía. Además de ir ganando importancia en la utilización de tecnologías medio ambientalmente amigables. Objetivo: En este estudio se busca determinar el impacto de los parámetros de funcionamiento de un ciclo Brayton súper crítico respecto a  su comportamiento energético y exergético a medida que se realiza la variación de la temperatura del ciclo y demás condiciones de trabajo, tales como uso de calentador y recalentador. Metodología: Se realizó un modelo termodinámico para el análisis energético y exergético de 4 configuraciones de un ciclo Brayton súper crítico con dióxido de carbono como fluido de trabajo, a variados niveles de temperatura y garantizando una presión máxima de 25 MPa. Resultados: Los resultados obtenidos del modelo desarrollado y validado, permitieron verificar que para las configuraciones con recalentamiento se presentan pérdidas totales de exergía consistentemente más bajas que para las configuraciones sin este.  Conjuntamente la temperatura de entrada a la turbina y las relaciones de presión tienen una influencia significativa sobre estas pérdidas, obteniéndose su valor mínimo a temperaturas de entre 800-850 °C. Conclusiones: Las pérdidas totales de exergía son menores en las configuraciones que implementan el uso de recalentador que las que no lo usan. Se aprecia que con el uso de recalentador las pérdidas de exergía disminuyen en al menos 3 puntos porcentuales a medida que aumenta la temperatura para todas las configuraciones.

En el siguiente trabajo se desarrolla un modelo basado en la simulación mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD) para la predicción del comportamiento de la inyección liquida fría del inyector ISUZU 4JJ1, para ello se revisan los principios físicos y la tendencia tecnológica actuales; con el objetivo de cimentar el modelo CFD. Para la validación del modelo, se comparó con un modelo teórico, al que se ajusta el modelo mediante un factor de corrección, luego se realiza un análisis de varianza multifactorial para determinar la influencia de los distintos parámetros sobre la tasa de inyección

Las ecuaciones de sintonía de criterio integral encontroladores PID son ampliamente utilizadas en el ámbitoindustrial. Se han desarrollado diferentes tipos de ecuacionesde sintonía entre ellas una de la más utilizadas es la IAE.En la literatura se reportan varios tipos de ecuaciones desintonía, pero estas buscan una operación satisfactoria del lazodel control más no el punto óptimo de operación con un valormínimo de desviación en la respuesta de la variable controlada.En este artículo se optimiza esta respuesta cuando se utilizanecuaciones de sintonía IAE en controladores tipo PID, el cualbusca minimizar la desviación de la variable controlada respectoal Set Point para un control regulatorio, con el fin de que el valorde IAE disminuya, lo que es necesario en aplicaciones criticascomo la industria papelera, donde el manejo de la desviación dela temperatura es crucial para la calidad del producto final.