Examinando por Autor "Valdes Ortiz, Jairo Antonio"
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Publicación Acceso abierto Diseño de un banco de pruebas para un motor cohete tipo híbrido(Universidad del Valle, 2017) Cerón Plazas, Orlando; Valdes Ortiz, Jairo Antonio; Maya Muñoz, EstebanEl avance de la industria aeroespacial a nivel global conlleva al descubrimiento de nuevas tecnologías que son de gran influencia para el desarrollo social, industrial y económico de los países que incursionan en este sector. Recientemente los motores cohete tipo híbrido (MCH) se han popularizado como una alternativa más segura y económica dentro de los sistemas de propulsión aeroespacial. Por lo que el estudio de sus parámetros de rendimiento en un banco experimental, es una buena iniciativa para que la región vallecaucana se pueda adentrar más en este sector industrial. Por medio de este documento se presenta el diseño de un banco de pruebas para motores cohete tipo híbrido con miras a que pueda ser instalado en el Campus Meléndez de la Universidad del Valle. Para este diseño inicialmente se definió una configuración conceptual con base en otras bancadas experimentales presentes en distintas universidades y centros de investigación alrededor del mundo. Luego, se modeló matemáticamente el proceso termodinámico referente al ensayo experimental del MCH, lo que permitió determinar de forma teórica las cargas operativas del sistema. Seguidamente se elaboró una propuesta de diseño más detallada en la que se escogieron los elementos necesarios para la medición y el control de la bancada experimental, y se culminó con la presentación de los planos de detalle de los componentes más representativos del banco de pruebas.Publicación Acceso abierto Diseño de un sistema de propulsión tipo motor-cohete híbrido(Universidad del Valle, 2015) Maya Muñoz, Esteban; Valdes Ortiz, Jairo AntonioActualmente a nivel mundial se han desarrollado investigaciones enfocadas a minimizar los costos de acceso al espacio exterior optimizando los sistemas de propulsión utilizados.En este sentido el uso de sistemas de propulsión tipo motores cohete híbridos para aplicaciones de propulsión de vehículos aeroespaciales brinda ventajas considerables respecto a los costos de implementación en comparación con los tradicionales motores cohete de propelente sólido y líquido. En este contexto el presente proyecto desarrolló como objetivo principal el diseño térmico y mecánico de un motor cohete híbrido que sirve como acelerador para la lanzadera de satélites "FAC I" actualmente en estudio dentro del Centro de Investigación en Tecnologías Aeroespaciales de la Fuerza Aérea Colombiana. Además se desarrolló el diseño térmico y mecánico de un motor cohete híbrido a escala que sirve como base para el futuro diseño de detalle e implementación de un laboratorio de propulsión en la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Valle.Con este objetivo se estableció una metodología de diseño básico y de detalle la cual implementa el uso de modelos analíticos y numéricos para formalizar las propuestas. La implementación de los resultados de este proyecto podría influenciar positivamente en el desarrollo aeroespacial de nuestro país y ayuda en el fortalecimiento de los programas de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Valle.Publicación Acceso abierto Diseño de una cámara transónica para un túnel de viento trisónico(Universidad del Valle, 2016) Valencia Vélez, Isabella; Valdes Ortiz, Jairo AntonioEn contexto con un proyecto macro que corresponde al diseño de un túnel de viento trisónico, se diseñó una cámara de pruebas transónica adaptable, aerodinámica y estructuralmente, a los componentes respectivos del túnel. La cámara, concebida para operar en un rango de números de Mach de 0.8 a 1.2, se diseñó bajo la configuración de una sección de pruebas con un porcentaje fijo de paredes abiertas contenida en un habitáculo. Las condiciones establecidas por el régimen del flujo y la estructura aerodinámica de la cámara supusieron el diseño de un sistema de evacuación de aire adjunto. La cámara de pruebas fue provista de accesos ópticos, que permitieron la selección de una técnica de visualización de flujo para régimen transónico. Considerando las condiciones aerodinámicas y estructurales de la cámara, se seleccionó la instrumentación estándar requerida y los posibles modelos estándar de prueba. A partir de los desarrollos anteriores se realizaron los planos de detalle del diseño.Publicación Acceso abierto Diseño de una tobera supersónica de geometría adaptable para un túnel de viento trisónico(Universidad del Valle, 2018) Pinzón Gil, Camilo; Valdes Ortiz, Jairo Antonio; Maya Muñoz, EstebanEl desarrollo de nuevos dispositivos sometidos a la interacción con el aire a gran velocidad es parte fundamental del progreso en el ámbito aeroespacial. En este sentido, se hace necesario el desarrollo de herramientas que permitan adelantar experimentación para identificar la manera como la aerodinámica afecta dichos dispositivos. Este proyecto tiene como objetivo principal el desarrollo de una tobera convergente divergente de geometría adaptable para un túnel de viento trisónico. Los túneles de viento son instalaciones en las que se puede realizar experimentación aerodinámica. La toberas convergentes-divergentes son utilizadas para acelerar el fluido de pruebas por encima de la velocidad del sonido, y las toberas C-D de geometría adaptable, aumentan el rango se operación de los túneles de viento. Se estableció una metodología de diseño conceptual y de detalle, la cual implementa modelos analíticos y numéricos para establecer las ideas propuestas. La implementación de los resultados de este proyecto tiene influencia positiva en el desarrollo del ámbito aeroespacial nacional, dado que Colombia no cuenta con túneles de viento que puedan utilizarse para la experimentación con dispositivos con rango de operación supersónico para fomentar el crecimiento de los programas de investigación en ingeniería aeroespacial.Publicación Acceso abierto Efecto de los tratamientos termo-mecánicos en la respuesta tribológica de una aleación Fe-Mn-AI-C [recurso electrónico](Universidad del Valle, 2017) Zambrano Zambrano, Oscar Alexander; Aguilar Castro, Yesid; Valdes Ortiz, Jairo AntonioEn este proyecto de tesis doctoral se estableció un puente entre distintas temáticas que han sido investigadas de forma independiente en las aleaciones Fe-Mn-Al-C hasta la fecha. Se inició el estudio con la fundición del acero Fe-Mn-Al-C de acuerdo al conocimiento actual en la metalurgia física de estas aleaciones, para posteriormente estudiar las condiciones adecuadas de procesamiento, así como la evolución microestructural durante la deformación a elevadas temperaturas con el fin de establecer una ruta que tenga aplicabilidad industrial, y finalmente el estudio del efecto de estos tratamientos en la respuesta tribológica de la aleación. En esta tesis doctoral se estudiaron distintos tratamientos termo-mecánicos y se evaluó la evolución microestructural determinando los mejores parámetros de procesamiento en caliente (se estableció un mapa de proceso en caliente para esta aleación) para obtener buena ductilidad en caliente, tamaño de grano adecuado e incremento en la dureza. Se evidenció la precipitación de carburos-¿ durante los tratamientos termo-mecánicos evaluados. Adicionalmente se expusieron los problemas de procesamiento que surgieron durante el trabajo y como se eliminaron o minimizaron. Posteriormente, se realizaron ensayos de desgaste abrasivo en la aleación objeto de estudio con los nuevos tratamientos termo-mecánicos y con los tratamientos térmicos de envejecimiento convencionales, lo que permitió elucidar el efecto de la energía de falla de apilamiento, los tratamientos de envejecimiento, así como de los tratamientos termo-mecánicos en la resistencia al desgaste abrasivo. Finalmente, se propuso un modelo termodinámico optimizado que permitirá determinar la energía de falla de apilamiento en aleaciones Fe-Mn-Al-C-Si de una manera más precisa en comparación a los modelos anteriores, permitiendo, que en los posteriores estudios en esta temática se pueda utilizar este modelo termodinámico para determinar este parámetro de una forma rápida y sin costo asociado, facilitando el diseño de aleaciones en función de las propiedades deseadas.Publicación Acceso abierto Estudio de factibilidad de un sistema de control térmico pasivo para una misión satelital tipo CubeSat de tres unidades (3U)(Universidad del Valle, 2022) Arango, Cristian Esteban; Valdes Ortiz, Jairo Antonio; Gutiérrez Amador, Albio de JesúsEl control de la deforestación, monitoreo frecuente de parques nacionales naturales, identificación de vegetación, agricultura de precisión, prevención de desastres naturales y el apoyo a la gestión de inventarios forestales, conforman una serie de necesidades que al día de hoy no han sido cubiertas por parte del país. Debido a lo anterior, resulta imprescindible el desarrollo de una herramienta satelital que permita el monitoreo y registro continuo de todo el territorio colombiano. Este trabajo surge como parte de la misión satelital LEOPAR: un CubeSat de 3U para el monitoreo de ́áreas forestales por medio de imágenes multiespectrales. El objetivo de este trabajo es la determinación del grado de factibilidad térmica de todos los subsistemas internos y externos al satélite. Las cargas de radiación solar, infrarroja terrestre y albedo fueron determinadas mediante el desarrollo de un algoritmo de cómputo en MATLAB. Los resultados fueron contrastados con el software comercial SYTEMA/THERMICA. En relación con el cálculo de temperaturas, distintos modelos térmicos del LEOPAR, con diferentes esquemas de discretización y solución, fueron implementados en MATLAB y ANSYS. Los resultados indican que los módulos: PLD, Baterías y GPS patch presentan regímenes de temperatura por fuera de los limites permisibles. Debido a esto, fue necesario determinar un conjunto de requerimientos de rediseño, que le permitieran operar a todos los subsistemas dentro de los limites seguros de trabajo. La implementación de estas modificaciones garantiza que la arquitectura completa del satélite satisfaga los límites de operación térmica definidos.Publicación Acceso abierto Metodología para la simulación del flujo multifásico en un atomizador osprey de gas confinado(Universidad del Valle, 2012) Arévalo Hurtado, Angela María; Valdes Ortiz, Jairo Antonio; Jaramillo Pizarro, Guillermo AndresEl proceso de formación por spray o también denominado proceso Osprey puede ser dividido en tres etapas, la primera es la etapa de atomización del fluido (en este caso, metal), la segunda es la etapa del spray y la tercera etapa es la de impacto. En este trabajo se aborda únicamente la primera etapa, la de desintegración del metal líquido. El proceso de atomización de metal es un proceso complejo, debido a que involucra altos gradientes de temperatura, altas velocidades relativas (ondas de choque), fenómenos de ruptura y fenómenos de solidificación, por esta razón, en los últimos años se ha abordado principalmente desde los enfoques experimental y numérico. En este trabajo se presenta una metodología para la simulación de un atomizador de metal de gas confinado por medio de CFD (Dinámica de fluidos computacional). Para la construcción de esta metodología se implementaron simulaciones monofásicas (solo Argón y sólo Aire), bifásicas con una sola fase en movimiento (agua inyectada en aire en reposo), bifásicas con las dos fases en movimiento (agua atomizada con flujo de aire coaxial) y una simulación gas-metal. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en estas simulaciones, así como un diseño de experimentos virtuales implementado con el fin de establecer la sensibilidad de los resultados, antes variaciones en las condiciones de operación o características geométricas del atomizador. También se presenta una correlación entre los resultados obtenidos de las simulaciones, contra resultados experimentales y/o numéricos de la literatura.