Cinemática y Dinámica de Partículas
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- Intensificación de procesos de dispersión en sistemas agitados mecánicamente(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018) Martínez-De Jesús, GastónLos impulsores de alto corte (IAC) son muy utilizados en la industria de recubrimientos y pinturas para recuperar el tamaño primario de pigmentos (i.e. desaglomeración), sin embargo, los parámetros hidrodinámicos que caracterizan su desempeño son muy escasos en la literatura científica. Esto origina que el escalamiento y puesta a punto los proceso en los que se utilizan se ejecuten siguiendo reglas heurísticas y la experiencia de ingenieros de proceso. Por ello, en esta tesis, utilizando herramientas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y mediciones experimentales de consumo de potencia, se comparan los parámetros hidrodinámicos de los IAC tipo Norstone, Hockmeyer y Cowles. El estudio se realizó en el régimen de flujo laminar y de laminar a transición (0.5≤Re≤263). Se considera la naturaleza newtoniana y no newtonianos de tipo pseudoplástico de los fluidos de proceso. Se obtuvieron los campos de velocidad, la dependencia de los números de potencia (NP) y de bombeo (NQ) respecto al número de Reynolds (Re). También se comparan sus capacidades de disipación viscosa de energía en regiones cercanas a la superficie de los impulsores. Este parámetro es de particular interés ya que está relacionado con la capacidad de desaglomeración de partículas. Los valores de disipación viscosa en la zona de contacto con la superficie de los impulsores fueron de utilidad para definir la zona de bombeo efectivo. La comparación de estos parámetros, a una misma potencia inyectada, indica que los impulsores tipo Norstone pueden generar los valores más altos de disipación viscosa, lo cual sugiere que este impulsor tendría un mejor desempeño con partículas difíciles de desaglomerar. Sin embargo, su capacidad de bombeo es la de menor magnitud. En impulsor Cowles presenta los valores más altos de bombeo y los valores de disipación viscosa en presencia de fluidos newtonianos es aproximadamente del 90%, mientras que con fluidos pseudoplásticos es cercana al 70% ambas comparadas con los tipo Norstone. El impulsor Hockmeyer presenta un desempeño intermedio. Tanto con la los fluidos newtoniano y pseudoplásticos, este genera cerca del 50% de la disipación respecto de los tipo Norstone, pero su capacidad de bombeo es aproximadamente el 70% del Cowles. Los datos de simulación indican que existe una relación inversa entre las capacidades de disipación de energía y la viscosidad del fluido de proceso. Para investigar el desempeño de los impulsores tipo Norstone con relación al tamaño de sus surcos, se evaluaron tres variantes de estos. El primero que presenta surcos de una profundidad de 3 mm, el segundo 1.5 mm y un disco plano. Los resultados numéricos indican que la función principal de los surcos es la generación de bombeo. Sin embargo, cuando se evaluaron altas velocidades de agitación, los surcos presentan valores de disipación viscosa comparable a los máximos generados por el Hockmeyer. Utilizando la metodología de Metzner y Otto adaptada a herramientas de CFD se obtuvieron las constantes de Metzner y Otto, la cuales son utilidad práctica para estimar la potencia de impulsores operando con fluidos pseudoplásticos. Además, para el Hockmeyer se obtuvieron datos experimentales de reducción de tamaños de partículas de polvos minerales, los cuales se relacionaron directamente con los datos numéricos de disipación viscosa. Y estos resultados fueron comparados con los generados por una turbina Rushton.
- Obtención de materiales compósitos base mullita, reforzados con partículas de plata(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-02) ARELLANO MORA, SANTIAGOLa mullita es un alumino-silicato que se emplea en aplicaciones refractarias tradicionales, presenta elevado punto de fusión (1850°C), excelente resistencia a la fluencia y buena estabilidad química; la mullita al ser reforzada con partículas de plata, que son dúctiles y tenaces, mejora su comportamiento físico y mecánico. Los materiales compósitos base mullita fueron obtenidos por técnicas de polvos en composiciones que van del 0.5, 1, 2 y 3 % en peso de Ag y un testigo para comparación. Estos compósitos fueron sinterizados a 1400, 1500 y 1600°C a diferentes tiempos, encontrando que las mejores condiciones de tiempo, temperatura y concentración de partículas de plata fueron a 3h, 1600°C y 3% en peso de Ag respectivamente; considerando que este compósito presenta los mayores valores de: porcentaje de contracción, densidad, dureza y tenacidad a la fractura, al mismo tiempo que exhibe el menor porcentaje de porosidad abierta. Por otra parte la microestructura observada por microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido presenta una matriz de mullita homogénea con partículas de plata como una segunda fase bien dispersas en la matriz, situación que fue comprobada por análisis de espectroscopia de energía dispersiva (EDS). Así mismo, la fase mullita conservo su estructura, lo cual fue corroborado por difracción de rayos-X.
- Factores de emisión de contaminantes atmosféricos y climáticos, y evaluación del potencial oxidativo y cancerígeno de las partículas finas por la quema de residuos agrícolas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) SANTIAGO DE LA ROSA, NAXIELILa quema de los residuos en la agricultura es un proceso químicamente ineficiente, lo que genera la emisión de diversos contaminantes atmosféricos que tienen implicaciones sobre la salud y el calentamiento global. Las partículas atmosféricas, los aerosoles de carbono orgánico (OC, por sus siglas en ingles), el monóxido de carbono(CO), el óxido nítrico (NO) y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs)se relacionan con daños a la salud y el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y los aerosoles de carbono negro (CN)tienen un efecto sobre el calentamiento global, ya que inducen a un forzamiento radiativo positivo. Con base en lo anterior, el objetivo de este trabajo fue determinarlos factores de emisión (FE) de partículas atmosféricas, HAPs, OC, CN, CO, CO2,NOy CH4a partir de la quema de los residuos de arroz, caña de azúcar, maíz, sorgo y trigo, para relacionar sus características fisicoquímicas con las emisiones y el comportamiento de la combustión, para ello se utilizaron dos metodologías de quema: en la primera se utilizó una cámara de combustión cerrada 3CEcon condiciones controladas, instalada en la Universidad Federico Santa María, Chile y en la segunda, una cámara de combustión abierta, construida en la Universidad Autónoma Metropolitana(UAM), unidad Azcapotzalco.
- Modelación de transporte y dispersión de partículas PM2.5 y PM10 utilizando un modelo euleriano a nivel mesoescala en la región de la zona metropolitana de la ciudad de México(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2003) González Valladolid, EnriqueEstudio de modelación de transporte y dispersión de PM2.5 y PM10 para dos días constratantes de invierno de 1997, el primer día fue el más contaminado y el segundo resulto más limpio. El dominio de estudio fue de mesoescala y comprendio 135 km en la dirección este por 160 km. en la dirección norte. Se exponen las razones de la diferencia de contaminación y la importancia del sistema de modelación.
- Control de partículas(Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Departamento de Ciencias Básicas, 2002) Espitia Cabrera, AlfonsoLas partículas se pueden definir como , un elemento discreto de un material, independientemente de su tamaño, o bien como una pequeña parte de una sustancia Sólida ó líquida, las partículas se componen de sólidos y liquidos dispersos en el aire y pueden ser de naturaleza orgánica o inórganica.