Diseño y construcción de un prototipo de expansor compresor de aire como base para el desarrollo futuro de máquinas triatérmicas
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Date
2021-02
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The requirement to make a prototype of a compressor expander was born with the need
to evaluate possible elements that allow the generation of energy on a small scale and
the future use within other machines or systems that allow to take advantage of the
residual energy emitted to the environment.
Prior to the construction of this prototype, a design that meets the requirements to take
advantage of the waste gases emitted by other thermal machines on a micro scale was
initially evaluated through the use of CAD software.
A double chamber piston expander with a maximum output power of 100 W was built.
The prototype together with the necessary instrumentation to obtain the indicated
pressure in the cylinders was built and tested in the faculty's laboratory.
Measurements of indicates pressure and piston position were made for a combination
of rotational speeds and inlet pressures. After data post- processing, experimental
yields were obtained in the range of 50 percent to 70 percent, according to the data
provided by JF Oudkerk, R Dickes, O Dumont y V Lemort, in other studies for other
types of expanders.
Description
El requerimiento de realizar un prototipo de un expansor compresor nació con la
necesidad de evaluar posibles elementos que permitan la generación de energía a
pequeña escala y el futuro uso dentro de otras máquinas o sistemas que permitan
aprovechar la energía residual emitida al ambiente.
Previo a la construcción de este prototipo se evaluó inicialmente un diseño que cumpla
con los requerimientos para aprovechar los gases residuales emitidos por otras
máquinas térmicas a escala micro mediante el uso de software.
Se realizo la construcción de un expansor de pistones de cámara doble con una
potencia de salida máxima de 100 W. El prototipo junto con la instrumentación
necesaria para obtener la presión indicada en los cilindros se construyó y fue probado
en el laboratorio.
Se realizaron las mediciones de la presión indicada y la posición del pistón para una
combinación de velocidades de giro y presiones de entrada. Tras el postproceso de
datos se obtuvo rendimientos experimentales en el rango del 50 por ciento al 70 por
ciento, acorde a los datos proporcionados por: JF Oudkerk, R Dickes, O Dumont y V
Lemort, en otros estudios para otros tipos de expansores.
Keywords
MÁQUINAS TRIATÉRMICAS, COMPRESOR DE AIRE, EXPANSORES, CICLO DE RANKINE, SISTEMA SCADA, PROCESO DE EXPANSIÓN, LEVA PISTÓN, LEY DE DESPLAZAMIENTO, DISEÑO DE VÁLVULA, HERRO FUNDIDO