Diseño y construcción de dispositivo de ensayos de CHF a escala / Design and construction of a CHF test device at reduced scale

Molina, Tomás (2020) Diseño y construcción de dispositivo de ensayos de CHF a escala / Design and construction of a CHF test device at reduced scale. Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.

[img]
Vista previa
PDF (Tesis)
Español
10Mb

Resumen en español

En este trabajo, a partir del pedido del Laboratorio de Termohidráulica, diseñamos y sentamos las bases de la construcción de un dispositivo de ensayos de CHF. Para el desarrollo de esta tarea, hicimos un análisis conceptual del objetivo determinando la estructura del dispositivo a diseñar. A partir de ese punto establecimos requerimientos y criterios de diseño que seguimos a lo largo del proyecto. Desarrollamos cada subsistema del dispositivo a un nivel conceptual haciendo hincapié en las interacciones entre subsistemas y el cumplimiento de requerimientos particulares. En muchos casos debimos realizar experiencias y verificaciones en el laboratorio. También fabricamos varios componentes del dispositivo en el taller del laboratorio. El trabajo requirió una gran variedad de disciplinas: diseño, calculo (termohidráulico y resistencia de materiales), análisis de sistemas físicos, trabajo de laboratorio, análisis de datos, fabricación, programación, etc. Finalmente, alcanzamos un diseño que requiere únicamente verificaciones y agregados de pocos componentes para su funcionamiento. Estas tareas no pudimos realizarlas debido a la situación generada por el COVID-19.

Resumen en inglés

In this work, from the request of the Thermohydraulic Laboratory, we design and lay the foundations for the construction of a CHF testing device. For the development of this task, we made a conceptual analysis of the objective, determining the structure of the device to be designed. From that point we established design requirements and criteria that we follow throughout the project. We develop each device subsystem on a conceptual level with an emphasis on interactions between subsystems and compliance with particular requirements. In many cases we had to carry out experiences and verifications in the laboratory. We also manufacture various components of the device in the laboratory workshop. The work required a wide variety of disciplines: design, calculation (thermohydraulic and resistance of materials), analysis of physical systems, laboratory work, data analysis, manufacturing, programming, etc. Finally, we reach a design which requires verfiications and additions of few components for its operation. We were unable to carry out these tasks due to the situation generated by COVID-19.

Tipo de objeto:Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica)
Palabras Clave:Devices; Dispositivos; Design; Diseño; Thermohydraulics; Termohidráulica; Boiling; Ebullición; [CHF]
Referencias:[1] Granta Design. Ces edupack, 2015. vii, 45, 94, 97, 121 [2] Brototermic. Resistencias eléctricas calefatoras catalogo, 2010. 32 [3] Watlow. Cartridge/insertion heaters, 2014. 32 [4] Meishuo Electronics. Meishuo fpd360l20 normally closed 1/2 inch one way plastic 12 volt water solenoid valve water dc12v datasheet, 2015. 78 [5] Motorola. Tip31a/d datasheet, 1995. 77 [6] Dallas semiconductor. Ds18b20 datasheet, 2008. 69, 74 [7] National semiconductor. Lm317 datasheet, 2004. 74 [8] Texas instrument. Lm331 datasheet, 2015. 75 [9] YIFA. Yf-s201 datasheet, 2015. 75 [10] Freescale semiconductor. Mpx5500 datasheet, 2005. 74 [11] Arduino. Arduino mega2560 technical specications, 2019. 67 [12] International IOR Rectier. Irf3205 datasheet pd-91279e, 2001. 81 [13] ASME. Div 1 ug-34, 2015. 96 [14] DIN. 1595 druckgerate aus borosilicatglas 3.3, 1997. 95, 96 [15] ASME. Div 1 d, 2015. 96 [16] TEMA. Standarts of the tubular exchanger manufacturers association, 1999. 53 [17] UNE. Norma 60364-5-52, 2014. 45 [18] Universidad Nacional Heredia Costa Rica. Msds acetona, 5 2016. 23, 24, 25 [19] Universidad Nacional Heredia Costa Rica. Msds benceno, 4 2016. 23, 24, 25 [20] Universidad Nacional Heredia Costa Rica. Etanol, 4 2016. 23, 24, 25 [21] Universidad Nacional Heredia Costa Rica. Msds hexano, 4 2016. 23, 24, 25 [22] Universidad Nacional Heredia Costa Rica. Msds metano, 4 2016. 23, 24, 25 [23] Winkler. Msds pentano, 1 2007. 23, 24, 25 [24] Honeywell. Msds genetron r141b, 1 2000. 23, 24, 25 [25] MicroCare. Msds opteon sf79, 5 2018. 23, 24, 25 [26] NIST. Reference uid thermodynamics and transport properties database, 2007. REFPROP V8.0. 22, 26, 27, 55 [27] Kountaras Hros SRL. Catalogo virtual de productors, 2019. Https://www.kountaras.com/documentos html/productos menu.html. 31, 32 [28] Gunt Hamburg. WL 220 Boiling process datasheet. Gunt Hamburg, https://www.gunt.de/en/products. 15, 16 [29] PA Hilton. H112S Boiling heat transfer module datasheet. PA Hilton, https://www.p-a-hilton.co.uk/products. 16, 17 [30] Quantum Scientic Industries. Heat transfer unit. Quantum Scientic Industries, https://www.indiamart.com/quantum-scienticindustries. 16, 17 [31] Boylestad. Heat and Mass Transfer a practical approach, cap. 24. 10a ed. Pearson Prentice Hall, 2004. 79 [32] Cengel, Y. A. Heat and Mass Transfer a practical approach, cap. 10. 3a ed. Mc Graw Hill, 2006. 3 [33] Incropera, F. P., Dewitt, D. P., Bergman, T. L., Lavine, A. S. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, cap. 1. 7a ed. John Wiley & Sons, 2011. 4 [34] Incropera, F. P., Dewitt, D. P., Bergman, T. L., Lavine, A. S. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, cap. 10. 7a ed. John Wiley & Sons, 2011. 5, 7, 31, 53 [35] Incropera, F. P., Dewitt, D. P., Bergman, T. L., Lavine, A. S. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, cap. 8. 7a edon. John Wiley & Sons, 2011. 53, 55 [36] Marcel, C. P., Furci, H. F. Phonomenology involved in self-pressurize natural circulation, low thermo-dynamic quality, nucler reactors: The thermal-hydraulics of the carem-25 reactor. J. Nuclear Engineering and Design, 254 (3218-227), 2013. 59 [37] Shekrildze, I. G. Boiling heat transfer: Mechanisms, models, correlations and the lines of further research. The Open Mechanical Engineering Journal, 2 (104-127), 2008. 107 [38] Nukiyama, S. The maximum and minimum values of the heat q transmitted from metal to boiling water under atmospheric pressure. J. Japan Soc. Mech. Engrs, 37 (367-374), 1934. Transl.: Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 9, 1966, pp. 1419-1433. 4, 5, 12, 13, 14, 31, 46 [39] Bromley, A. L. Heat transfer in stable lm boiling. Chem. Eng. Progr., 46 (221- 227), 1950. 27, 46 [40] Sadasivan, P., Lienhard, J. H. Sensible heat correction in laminar lm boiling and condensation. J. Heat Transfer, Trans. ASME, 109 (545-547), 1987. 27 [41] Drew, T. B., Mueller, C. Boiling. Trans. AIChE, (33:499), 1937. 5 [42] Yamagata, K., Hirano, F., Nishiwaka, K., Matsuoka, H. Nucleate boiling of water on the horizontal heating surface. Mem. Fac. Eng. Kyushu, (15:98), 1955. 8 [43] Rohsenow, W. M. A method of correlating heat transfer daata for surface boiling of liquids. Trans. ASME, (74:969), 1952. 8, 31, 46 [44] Pollock, D. D. The theory and properties of thermocouples elements. ASTM, 1971. 70 [45] Burns, G. W., Scroger, M. G. The calibration of thermocouples and thermocouple materials. NIST Special Publication, (250-35), 1989. 70 [46] Urbina Fuentes, J. R. Estudio comparativo técnico-económico de sistemas de calentamiento de uidos basados en resistencia eléctricas, inducción magnética y calderas diésel. Proyecto Fin de Carrera, Universidad de Chile Facultad de ciencias físicas y matemáticas, Departamento de Ingeniería Eléctrica, 2010. 32 [47] Zuber, N. Hydrodynamic aspects of boiling heat transfer. Tesis Doctoral, AEC Report AECU-4439, 1959. Physics and Mathematics. 9 [48] Concheiro Castiñeira, M. Estudio experimental de la in uencia de la rugosidad supercial en la ebullición nucleada en ujo de agua subenfriada a baja presión. Tesis Doctoral, Univerdad de Vigo, Escuela de Ingeniería Industrial, 2012. Departamento de Ingeniería Mecánica, Máquinas y Motores Térmicos y Fluidos. [49] Kutateladze, S. S. On the transition to lm boiling under natural convection. Kotloturbostroenie, ((3):10), 1948. 9 [50] Lienhard IV, J. H., Lienhard V, J. H. A Heat Transfer Textbook, cap. 9. 3a ed. Phlogiston Press, 2006. 5, 7, 8, 9, 10, 31
Materias:Ingeniería mecánica > Diseño mecánico
Divisiones:Gcia. de área de Energía Nuclear > Gcia. de Ingeniería Nuclear > Termohidráulica > Laboratorio de termohidráulica
Código ID:916
Depositado Por:Marisa G. Velazco Aldao
Depositado En:17 May 2021 08:05
Última Modificación:17 May 2021 08:05

Personal del repositorio solamente: página de control del documento