Estudio de la incidencia de la velocidad de impacto de material particulado en acero AISI 1020

Colombia has an extended territory where some regions are far away from urban centers. The electrical connections in those areas are very scarce because the geographical conditions. Therefore, different initiatives are proposed to develop electrical solutions, such as: vertical axis wind turbines (V...

Full description

Autores:
Pacheco Barragán, Hernan Camilo
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
Repositorio:
Repositorio Institucional ECI
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.escuelaing.edu.co:001/1354
Acceso en línea:
https://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/1354
Palabra clave:
Turbinas eólicas
Erosión
Ángulo de impacto
Velocidad de Impacto
Partículas sólidas
Desgaste
Corrosión-erosión
Wind turbines
Erosion
Impact angle
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Silod particles
Wear
Corrosion-erosion
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description Colombia has an extended territory where some regions are far away from urban centers. The electrical connections in those areas are very scarce because the geographical conditions. Therefore, different initiatives are proposed to develop electrical solutions, such as: vertical axis wind turbines (VAWT). These devices require little space for installation, low costs and low wind speed regimes. VAWT are exposed to several environmental conditions which lead to degradation phenomena such as erosion and corrosion-erosion. The main factors that interfere and promote these phenomena are wind speed, impact speed, size, type and composition of particulate material, impact angle and salinity of the environment. This work identifies the behavior of a steel AISI 1020, which is commonly used in structures and devices exposed to the environment. In this study, experimental conditions similar to those of the Colombian Guajira were simulated. The variation of these conditions approaches the system to the phenomenon and check the results reported in literature. The impact angles of particles close to 30° increase the effect of surface deterioration and material loss , since under this inclination the surface decreases its capacity to absorb energy of the impact, which leads to higher material removal. In conclusion, the design of devices such as wind turbines (axes, blades) or structures exposed to aggressive environments should avoid designs where materials are under angles closer to 30° even more, where the regimes are around a speed wind rate of 15 m/s, because material loss under this conditions will be significant.
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This work identifies the behavior of a steel AISI 1020, which is commonly used in structures and devices exposed to the environment. In this study, experimental conditions similar to those of the Colombian Guajira were simulated. The variation of these conditions approaches the system to the phenomenon and check the results reported in literature. The impact angles of particles close to 30° increase the effect of surface deterioration and material loss , since under this inclination the surface decreases its capacity to absorb energy of the impact, which leads to higher material removal. In conclusion, the design of devices such as wind turbines (axes, blades) or structures exposed to aggressive environments should avoid designs where materials are under angles closer to 30° even more, where the regimes are around a speed wind rate of 15 m/s, because material loss under this conditions will be significant.Colombia es un país cuyo amplio territorio tiene regiones alejadas de centros urbanos donde generalmente no se cuenta con servicios de electricidad, dada la dificultad de hacerlas parte del sistema interconectado por las condiciones geográficas. Por tal motivo, se trabaja en el desarrollo de nuevas iniciativas que buscan suplir dichas necesidades energéticas, a través de la implementación de dispositivos como las turbinas eólicas de eje vertical que requieren poco espacio para su instalación, bajos costos y regímenes de velocidad de viento bajos. Dado que estos dispositivos se encuentran expuestos a las condiciones ambientales, fenómenos de desgaste y deterioro como la erosión y la corrosión-erosión pueden aparecer y afectar la estructura. Los principales factores que gobiernan dichos fenómenos son la velocidad de viento y de impacto, tamaño, tipo y composición de material particulado, ángulo de impacto y salinidad del ambiente. Este trabajo estudia el comportamiento de un acero AISI 1020 comúnmente utilizado en estructuras y dispositivos expuestos al ambiente, a condiciones que se asemejan a aquellas presentadas en ambientes como los de La Guajira colombiana. La variación de las condiciones de ensayo permitió asegurar un acercamiento al fenómeno y comprobar los resultados reportados en la literatura. Los ángulos de impacto de partículas que incrementan el efecto de deterioro superficial y pérdida de material son cercanos a 30°, dado que bajo esta inclinación la superficie disminuye su capacidad de absorber energía del impacto, esto se traduce en una remoción del material base. En conclusión, el diseño de dispositivos como turbinas eólicas (sus ejes, álabes) o estructuras expuestas a ambientes agresivos, debería evitar la formación de ángulos cercanos a los 30°, dado que en ambientes con alta presencia de material particulado y velocidades de viento similares a 15m/s se presentarán perdidas apreciables de masa que pueden comprometer la integridad del dispositivo.application/pdfspaEscuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoTurbinas eólicasErosiónÁngulo de impactoVelocidad de ImpactoPartículas sólidasDesgasteCorrosión-erosiónWind turbinesErosionImpact angleImpact speedSilod particlesWearCorrosion-erosionEstudio de la incidencia de la velocidad de impacto de material particulado en acero AISI 1020Trabajo de grado - PregradoTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fIngeniería MecánicaBermúdez Castañeda, Ángela (dir)PregradoIngeniero mecánico con Énfasis en Materiales y Manufacturahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2TEXTPacheco Barragán Hernan Camilo-2020.pdf.txtExtracted texttext/plain53712https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1354/1/Pacheco%20Barrag%c3%a1n%20Hernan%20Camilo-2020.pdf.txtd2ebeec82f74eb7f15639605986ff98dMD51open accessPacheco Barragán Hernan Camilo-2021.pdf.txtPacheco Barragán Hernan Camilo-2021.pdf.txtExtracted texttext/plain53672https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1354/6/Pacheco%20Barrag%c3%a1n%20Hernan%20Camilo-2021.pdf.txt319e029cc0cac6308520fbdc12af9af8MD56open accessAutorización.pdf.txtAutorización.pdf.txtExtracted texttext/plain19https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1354/8/Autorizacio%cc%81n.pdf.txt263be5f9a813aac9e4bdaa7891f9a345MD58metadata only accessLICENSElicense.txttext/plain1881https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1354/3/license.txt5a7ca94c2e5326ee169f979d71d0f06eMD53open accessORIGINALPacheco Barragán Hernan 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