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Actualización de los mapas de operación del compresor Axial y la generación de las matrices de diagnóstico de la turbina de gas PGT25, para evaluar su desempeño a condiciones reales de operación

JUAN CARLOS PAREDES RAMIREZ (2017)

En este trabajo se realiza un análisis del desempeño de la turbina de gas aeroderivada PGT 25 basado en los mapas de operación del compresor axial así como las matrices de diagnóstico, el desempeño se evaluó en función de parámetros como la eficiencia térmica, el flujo de combustible, la eficiencia exergética global, por equipo, la eficiencia isoentrópica de compresión y expansión entre otros. Se realiza la evaluación de las emisiones de monóxido de carbono (CO), hidrocarburos no quemados UHC (por sus siglas en inglés), dióxido de carbono (CO2) y óxidos nítricos (NOx) mediante las correlaciones propuestas por (Rizk & Mongia, 1994), las cuales están en función de la temperatura de la zona primaria en la cámara de combustión y la relación aire combustible, estas se presentan en el apéndice B. Las turbinas de gas aeroderivadas se utiliza en diferentes contextos industriales, como son: generación de energía eléctrica, energía mecánica para procesos de extracción del gas natural y crudo (turbobombas y turbocompresores), en motores de avión entre otros. Mediante el análisis termodinámico es posible determinar los equipos con las mayores irreversibilidades que se cuantifican mediante la generación de entropía, así como la exergía que es la máxima cantidad de trabajo obtenida de una corriente energética llevada al estado muerto o restringido. En este estudio, se toman los valores de presión, temperatura y humedad relativa de 1.021 bar, 22.6 °C y 54% para las condiciones ambientales sitio respectivamente, mientras que para las condiciones ISO se toman valores de presión de 1.013 bar, temperatura de15°C y 60% de humedad relativa. Mediante la corrección del mapa de operación por medio de cambios en el peso molecular del aire, de presión de succión ytemperatura de succión de condiciones ISO a condiciones sitio, se tiene que aumento en la temperatura del aire a la entrada del compresor de 7.6 ºC, genera una disminución en la presión de descarga en el compresor del 5%; una disminución en el peso molecular del aire de 0.09kg/kmol, incrementa la presión de descarga en 0.68% y una disminución en la presión de entrada al compresor de 0.01013 bar, disminuye la presión de descarga en 1. Por otra parte, el uso de las matrices de diagnóstico son una herramienta importante en el diagnóstico, desempeño, operación y mantenimiento de las turbinas de gas, al relacionar las diferentes problemáticas que se pueden presentar en la turbomaquinaría y la repercusión que tienen en parámetros como la eficiencia de compresión isoentrópica, flujo másico, relación de presiones, etc.

In this work, an analysis of the performance of the aeroderivative gas turbine PGT 25 based on the operation maps of the axial compressor as well as the diagnostic matrices. The performance evaluated in terms of parameters such as thermal efficiency, fuel flow, the global exergetic efficiency and by equipment between the isentropic efficiency of compression and expansion among others. Carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbons (UHC), carbon dioxide (CO2) and nitric oxides (NOx) emissions evaluated through the correlations proposed by (Rizk & Mongia, 1994). ), Which are a function of the temperature of the primary zone in the combustion chamber and the air-to-fuel ratio, these are presented in appendix B. Aeroderivative gas turbines are used in different industrial contexts, such as: Electric power, mechanical energy for the extraction of natural gas and crude oil (turbines and turbochargers), in aircraft engines, among others. By means of the thermodynamic analysis, it is possible to determine the equipment with the greatest irreversibilities that quantified by the generation of entropy, as well as the exergy that is the maximum amount of work obtained from an energetic current carried to the dead state or by restricting. In this study, the values of pressure, temperature and relative humidity of 1021 bar, 22.6 ° C and 54% are taken respectively for ambient conditions, while for ISO conditions pressure values of 1013 bar are taken, temperature of 15 ° C and 60% relative humidity. By correcting the operating map by changes in the molecular weight of air, suction pressure and suction temperature of ISO conditions at site conditions. The temperature of the air at the compressor inlet of 7.6 ° C, generates a decrease in the discharge pressure in the compressor of 5%; a decrease in the molecular weight of the air of 0.09 kg / kmol, increases the discharge pressure by 0.68% and a decrease in the compressor inlet pressure of 0.01013 bar, decreases the discharge pressure in 1%. On the other hand, the use of the diagnostic matrices is an important tool in the diagnosis, performance, operation and maintenance of the gas turbines, when relating the different problems that can be presented in the turbomachinery and the repercussion that they have in parameters such as the efficiency of isentropic compression, mass flow, pressure ratio, etc.

Master thesis

Compresores -- Valoración Compresor axial Turbinas de gas CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

La corriente axial de bariones en teoría de perturbaciones quirales para Nc grande

MARIA DE LOS ANGELES HERNANDEZ RUIZ (2015)

En este trabajo de tesis calculamos el operador de corriente axial para bariones en un

formalismo combinado entre la teoría de perturbaciones quirales y la expansión 1/Nc,

donde Nc es el número de colores. En este cálculo se consideran diagramas de Feynman

a orden de un loop, con estados intermediarios octete y decuplete. Obtenemos correcciones

al operador de corriente axial a nivel de un loop y con rotura de simetría de sabor

perturbativa. Las primeras correcciones vienen de los diagramas de Feynman, entonces

hablamos de una rotura de simetría implícita en el limite quiral mq → 0, donde mq es la

masa del quark y las segundas correcciones se obtienen al ignorar la rotura de isoespín

y en ese caso se incluye la rotura de simetría SU(3) perturbativa a primer orden, conduciendo

a una rotura de simetría explícita. Los elementos de matriz de las componentes

espaciales del operador axial entre los estados de la simetría espín sabor, dan los valores

usuales de los acoplamientos axial vector. Para el octete de bariones, los acoplamientos

axial vector son g_A, tal como están definidos en los experimentos en decaimientos

semileptónicos de bariones, donde gA ≈ 1.27 para el decaimiento beta del neutrón. Para

los decaimientos fuertes de bariones los acoplamientos axial vector son g, los cuales son

extraídos de las anchuras de los decaimientos fuertes del decuplete de bariones al octete

de bariones y piones. El cálculo de este trabajo nos permite realizar diferentes ajustes

por mínimos cuadrados, es decir, ajustando nuestras expresiones analíticas con los datos

experimentales podemos hacer la comparación entre la teoría y el experimento. Encontramos

que la comparación de nuestros resultados teóricos con el experimento tiene una

total consistencia.

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Producción Científica de la Universidad Autónoma de Zacatecas UAZ

Working paper

CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA Nc teoría de perturbaciones quirales operador axial

Diseño de una antena helicoidal miniaturizada con estructuras de meandros

Erick Omar Arellano Gomez (2019)

Circularly polarized miniaturized antennas for modern satellite and wireless communications systems are desirable to improve signal quality, reduce mounting weight and size, since circular polarized antennas are reduced relative to linearly polarized antennas for their greater flexibility for aiming between a pair of antennas and better performance due to propagation effects. The antennas that have circular polarization, the helical antenna stands out for its directional radiation pattern, high gain and high bandwidth. For these characteristics they are widely used in communication, positioning, satellite, and radar systems. This work presents the design a new miniaturized helical antenna with printed meandering propellers whose reduction is based on the miniaturization of its apparent cross section and whose central operating frequency is 1.3 GHz. The antenna is small and consists in two plates of dielectric material on which strips of conductive material lie in the form of a meander. Both plates are separated by a dielectric layer and interconnected by copper wires called via-hole. The antenna also has a coaxial connector for its power and a disk-shaped metal reflector. In addition, the antenna has a coupling network formed by two perpendicular lines that serves to couple the propellers and the coaxial connector. The antenna was simulated, manufactured and characterized. The experimental results of the losses due to return, axial relationship and radiation pattern are presented.

Las antenas miniaturizadas polarizadas circularmente, para sistemas de comunicaciones por satélite e inalámbricas modernas, son deseables para mejorar la calidad de la señal, reducir el peso y el tamaño de montaje. Las antenas con polarización circular destacan con respecto a las antenas polarizadas linealmente por su mayor flexibilidad para el apuntamiento entre un par de antenas y mejor desempeño debido a los efectos de propagación. De las antenas que presentan polarización circular destaca la antena helicoidal por su patrón de radiación direccional, ganancia alta y gran ancho de banda. Por estas características son ampliamente utilizadas en sistemas de comunicación, posicionamiento, satelitales, y sistemas de radar. En este trabajo se presenta un método y una nueva antena helicoidal miniaturizada con hélices impresas en forma de meandro, cuya reducción se basa en la miniaturización de su sección transversal aparente y cuya frecuencia de operación central es de 1.3 GHz. La antena tiene tamaño reducido y consiste en dos placas de material dieléctrico sobre las cuales yacen tiras de material conductor en forma de meandro. Ambas placas están separadas por una capa de dieléctrico e interconectadas por alambres de cobre llamados via-hole. La antena también posee un conector coaxial para su alimentación y un reflector metálico en forma de disco. Además, la antena tiene una red de acoplamiento formada por dos líneas perpendiculares que sirve para acoplar las hélices y el conector coaxial. La antena fue simulada, fabricada y caracterizada. Se presentan los resultados experimentales de las perdidas por regreso, relación axial y patrón de radiación.

Master thesis

Meander line Helical antena Circular polarization Miniaturized Axial mode CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA ELECTRÓNICA

On Some Unusual Properties of Wave Solutions of Free Maxwell Equations

Augusto Espinoza Andrew Chubykalo (2006)

Se descubren algunas propiedades

inusuales de las soluciones de las llamadas

ecuaciones libres de Maxwell. Mostramos la

existencia de soluciones que representan las

ondas electromagnéticas en el vacío para los

cuales el vector de Poynting no coincide con

el vector de Umov. Se presentan soluciones que

corresponden a ondas magnéticas estacionarias

de una configuración inusual en el vacío, que

describen en el vacio formaciones estables

anulares y esféricas de campo. Se demuestra

que en el vacío, de acuerdo a las soluciones

obtenidas el campo eléctrico E puede ser un

vector polar así como un vector axial; y el

campo magnético B, en su turno, puede ser un

vector axial así como también un vector polar.

Se muestra que tales soluciones existen

cuando los vectores E y B, no son vectores

polares ni axiales. Además, estas soluciones

corresponden a ondas electromagnéticas que

no transfieren energía ni momentos en

cualquier punto del vacío.

Producción Científica de la Universidad Autónoma de Zacatecas UAZ

Article

CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA vector de Poynting vector de Umov vector axial vector polar soluciones ondulatorias

On Some Unusual Properties of Wave Solutions of Free Maxwell Equations

Andrew Chubykalo (2006)

Se descubren algunas propiedades

inusuales de las soluciones de las llamadas

ecuaciones libres de Maxwell. Mostramos la

existencia de soluciones que representan las

ondas electromagnéticas en el vacío para los

cuales el vector de Poynting no coincide con

el vector de Umov. Se presentan soluciones que

corresponden a ondas magnéticas estacionarias

de una configuración inusual en el vacío, que

describen en el vacio formaciones estables

anulares y esféricas de campo. Se demuestra

que en el vacío, de acuerdo a las soluciones

obtenidas el campo eléctrico E puede ser un

vector polar así como un vector axial; y el

campo magnético B, en su turno, puede ser un

vector axial así como también un vector polar.

Se muestra que tales soluciones existen

cuando los vectores E y B, no son vectores

polares ni axiales. Además, estas soluciones

corresponden a ondas electromagnéticas que

no transfieren energía ni momentos en

cualquier punto del vacío.

Producción Científica de la Universidad Autónoma de Zacatecas UAZ

Article

CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA vector de Poynting vector de Umov vector axial vector polar soluciones ondulatorias

Perception and adoption of a new agricultural technology: evidence from a developing country

Khondoker Mottaleb (2018)

Adoption of new agricultural technologies is always at the center of policy interest in developing countries. In reality, despite the visible benefits of many of the new agricultural technologies, including machinery and management practices, farmers either do not adopt them or it takes a long time to begin the adoption process and scaling up. To enhance the provision of irrigation using surface water and to enhance irrigation efficiency, Bangladesh has been trying to introduce the axial-flow-pump (AFP) appropriate for surface water irrigation, which can lift up to 55% more water, conditional on the water head, than a conventional centrifugal pump. Despite the visible benefits of the AFP, the uptake of the AFP for irrigation is low in the targeted zone of Bangladesh. The present study demonstrates that the new technology must be modified to adapt to local demand and specifications. Most importantly, the price of the new technology must be competitive with the prices of the existing available substitute technologies to ensure a rapid uptake and scaling up of this new agricultural technology.

Article

Developing Countries Technology Farmers Adoption Axial-Flow-Pump Centrifugal Pump Farmer Irrigation Low-Lift-Pump Perception Price Society PUMPING IRRIGATION FARMERS TECHNOLOGY CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Paleomagnetism and aeromagnetic survey from Tancitaro volcano (Central Mexico) - paleo-secular variation at low latitudes during the past 1 Ma

RAFAEL GARCIA RUIZ HECTOR LOPEZ LOERA MIGUEL ANGEL CERVANTES SOLANO JAIME HUMBERTO URRUTIA FUCUGAUCHI RAFAEL MACIEL PENA (2017)

"El volcán Tancítaro (TV) forma parte del campo volcánico monogenético MichoacánGuanajuato (MGVF) en el sector centro-oeste del Eje Volcánico Trans Mexicano (TMVB). Los resultados de un estudio paleo magnético de flujos de lava del volcán Tancítaro fechados radiométricamente, se utilizaron para investigar la variación paleo secular (PSV) y el campo promedio temporal (TAF) para latitudes bajas. El rango de fechado Ar-Ar fue de 70 a 960 kaños considerando los Chrones de polarización de Brunhers y Matuyama. Todas las muestras arrojaron una polaridad de magnetización normal bien definida. Dos flujos se correlacionaron con la polaridad del Evento Jaramillo, lo cual provee un marcador útil para la actividad volcánica en el MGVF. Para los análisis del PSV y TAF las paleo direcciones se combinaron con resultados anteriores de alta precisión. El estudio aeromagnético alrededor del volcán Tancítaro se caracterizó por una serie de anomalías tanto positivas como negativas. El Volcán Tancítaro presenta una gran anomalía positiva que sugiere la presencia de una gran fuente subterránea. El análisis espectral de este campo anómalo da una estimación promedio hacia la parte alta de los cuerpos que la originan entre 2-3 km."

"The Tancitaro volcano (TV) is part of the Michoacan-Guanajuato monogenetic volcanic field (MGVF) in the central-western sector of the Trans-Mexican Volcanic Belt (TMVB). Results of a paleomagnetic study of radiometrically dated lava flows from Tancitaro volcano were used to investigate the paleosecular variation (PSV) and time averaged field (TAF) at low latitudes. Ar-Ar dates range from ~70 to 960 kyr spanning the Brunhes and Matuyama polarity chrons. All samples yielded well defined normal polarity magnetization. Two flows are correlated to the Jaramillo polarity event, which provide a useful marker for the volcanic activity in the MGVF. For the PSV and TAF analysis, paleodirections were combined with previously reported high standard results. The aeromagnetic survey around the Tancitaro volcano was characterized by a trend of regional anomalies over the volcanic structures. The residual field showed several positive and negative anomalies. The Tancitaro volcano is marked by a broad positive anomaly suggesting the presence of a large underground source. Spectral analysis of this anomaly field gives an average estimate to the top of the source bodies between 2-3km."

Article

Paleosecular variation Geomagnetic Axial Dipole Jaramillo excursions Tancitaro volcano Aeromagnetics CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO GEOQUÍMICA

Función ecológica de la contracción de raíces bajo sequía en especies de plantas suculentas: estudio de caso en agaváceas y cactáceas.

ARIZBE PONCE BAUTISTA (2012)

"Las plantas suculentas, típicas de zonas áridas y semiáridas, han desarrollado diversas adaptaciones que les ayudan a sobrevivir en estos ambientes. Algunas de estas plantas presentan contracción (“arrugamiento” o “plegamiento”) de la raíz, arrastrando al tallo cerca o debajo de la superficie del suelo. El objetivo de este trabajo fue analizar a nivel fisiológico y anatómico la posible ventaja ecológica de este tipo de raíz para tolerar la sequía en cuatro especies suculentas: dos Agavaceae (Agave salmiana y Yucca decipiens) y dos Cactaceae (Leuchtenbergia principis y Turbinicarpus schmiedickeanus). Se seleccionaron diez plantas por cada especie, de las cuales cinco fueron sometidas a riego y cinco a sequía, durante cuatro meses, bajo condiciones de invernadero. Se midió el nivel de enterramiento de la planta a consecuencia de la contracción de la raíz, cada quince días durante cuatro meses. Se evaluó la eficiencia cuántica del fotosistema II al inicio y final del experimento, con mediciones intermedias de curvas de luz; también se midió la conductancia estomática (gs) en tres de las cuatro especies y al cuarto mes se cosecharon las raíces y se les hicieron cortes anatómicos. Otras variables de respuesta evaluadas son la tasa de transporte de electrones (ETR, por sus siglas en inglés), la disipación no fotoquímica (NPQ, por sus siglas en inglés), la acidez titulable, el diámetro de los vasos y la conductividad hidráulica axial teórica (Kh). Se encontró que la única especie que no presento contracción fue Y. decipiens y el fenómeno de “enterramiento” se presentó solo en L. principis y T. schmiedickeanus al tercer mes de sequía, alcanzando un máximo enterramiento de 0.92 cm en el cuarto mes. Respecto a la eficiencia cuántica del fotosistema II, la hora de mayor estrés fue a las 12 del día en riego y en sequía. En las especies con raíz contráctil hubo descenso de la ΦPSII a lo largo del día, pero se recuperaron por completo al atardecer. Turbinicarpus schmiedickeanus es la única especie que bajo riego y sequía mantuvo su eficiencia cuántica del fotosistema II en valores óptimos. Con excepción de Y. decipiens, para las demás especies con riego no hubo efecto en la hora de mayor estrés. En las plantas con menor eficiencia cuántica del fotosistema II la disipación de calor y la tasa de transporte de electrones fueron más altas, para tratar de tolerar el estrés."

"Succulent plants are common in arid and semiarid areas, and they have developed several adaptations to survive in these environments, like contractile roots which induce an underground movement of the stem. The aim of this work was to evaluate the possible ecological advantages of contractile roots in four succulent plants: two Agavaceae (Agave salmiana and Yucca decipiens), and two Cactaceae (Leuchtenbergia principis and Turbinicarpus schmiedickeanus). Ten plants for each species were selected, 5 of them were watered and 5 were not irrigated, by a period of four months under greenhouse conditions. Underground movement was measured each 15 days. We evaluated the quantum efficiency of photosystem II at the beginning and at the end of the experiment, with intermediate measurements of light curves. In addition, we measured stomatal conductance (gs) in three of the four species, and made histological disections for all species. Other evaluated response variables were electron transport rate (ETR), non-photochemical quenching (NPQ), titratable acidity, vessel diameter and theoretical axial hydraulic conductivity (Kh). Contractile roots were found in three species, but not in Y. decipiens. The burial phenomenon was only detected for L. principis and T.schmiedickeanus, starting after three months of drought and reaching a maximum of 0.92 cm depth in the fourth month. We found higher stress (lower quantum efficiency of photosystem II; ΦPSII) at mid-day in both treatments. In species with contractile roots, ΦPSII declined at mid-day but recovered completely at sunset. Turbinicarpus schmiedickeanus was the only species that reached optimal values of ΦPSII under both treatments, and Y. decipiens was the only species that reached lower ΦPSII at mid-day when watered, but recovered at sunset. However; Y. decipiens in drought had lower ΦPSII and it did not recover at sunset, but had higher NPQ (heat dissipation) and ETR posibly as an attempt to tolerate stress. Stomatal conductance was lower for plants of the Agavaceae under drought, for L. principis it was very low in both treatments. Vessel diameter and Kh were higher in irrigated plants than in non-irrigated only for L. principis. In general for contractile root anatomy, the epidermis in the longitudinal plane showed waves and the medium to inner cortex cells were radial and tangentially collapsed."

Master thesis

Anatomia de la raiz Conductividad axial teorica Eficiencia cuántica del fotosistema II Plantas suculentas Raiz contractil CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA FISIOLOGÍA VEGETAL

A simplified irrigation pump testing method for developing countries: a case study in Bangladesh

Jonathan Colton Timothy Joseph Krupnik (2018)

Much of South Asia experiences a monomodal rainfall pattern with a distinct dry season following the annual monsoon. Enabling irrigation during the dry season has therefore been crucial in assuring improved productivity and double‐cropping. This is particularly the case in southern Bangladesh, where recent government initiatives have called for an expansion of surface water irrigation to reduce pressure on groundwater tables in intensively cultivated areas in the north of the country, where dry season boro rice is grown. This paper describes a method based on first principles of fluid mechanics to characterize the performance of surface water irrigation pumps used by small‐scale farmers in South Asia and Bangladesh. This method is unique, as it incorporates an optimized protocol suitable for resource‐limited conditions found in many developing countries and provides a comprehensive yet simple‐to‐use pump selection method for surface water irrigation pump customers. Using pump impellers as a case study, the method also characterizes the effect of pump geometric variations resulting from the variable production and assembly practices found in different manufacturing workshops. This method was validated with a case study in Bangladesh supported by both full‐scale field testing and numerical simulation results. © 2018 The Authors. Irrigation and Drainage published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of International Commission for Irrigation and Drainage

Article

Irrigation methods Pumps Axial Flow Pump Small Scale Farmers Manufacturing Analysis Computer Aided Engineering Full Scale Field Test PUMPS FARMERS MANUFACTURING SIMULATION MODELS IRRIGATION CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA