FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA Departamento Académico: Escuela Profesional: Docente: Curso: Grupo: Aula Virtual Nombre y CUI del Estudiante: Fecha: EXAMEN PARCIAL 3 - (2022-B) Ingeniería Mecánica Eléctrica Ingeniería Mecanica Msc. María Leny Ojeda Contreras Materiales de Ingeniería 1 Grupo A Xavier Jerson Valencia Ticona 20181585 Firma 21/12/2022 Conteste las siguientes preguntas. – 1.- Clasificación de aceros por su uso. (1.5 Puntos). Primero tenemos a los aceros no aleados que son los que están aleados por parte al carbono también a otros elementos , y que esos elementos son inferiores a la cantidad del carbono y entre estos tenemos a 3 representantes Que pueden ser los : bajo carbono , medio carbono y los de alto carbono También tenemos a los aceros aleados en los que están aleados con carbono pero también con otros elementos pero a diferencia del primero estos elementos están con mas cantidad que el mismo carbono y aquí tenemos a los de baja aleación y alta aleación También tenemos a los aceros inoxidables Respuesta : Y respondiendo a la pregunta principal lo aceros por su uso podemos ver que existen los siguientes 1. Los aceros de construcción 2. Aceros de uso general 3. Aceros cementados 4. Aceros para temple y revenido 5. Aceros inoxidables 6. Aceros para uso de herramientas de corte 7. Aceros rapidos donde estos se usan para acciones rápidas como de corte rápido a velocidad 2.- Aceros comerciales, proveedores. (1.5 Puntos). Como proveedores podemos encontrar a : Aceros Arequipa Aceros comerciales S.C.R.L COMAXA CHILEXPO Y los aceros que se comercializan son AISI 430 que se puede utilizar para la refineria de petróleo , automóviles , cámaras de combustión , entre otros AISI 321/H y 347 que mas se caracteriza por que esta aleación poseeuna excelente resistencia a las temperaturas junto con su resistencia a la fluencia y ataque de los elementos del aire Como estos tipos de aceros existen muchos que cada uno cumple con un rol en especifico y que es único para cada aplicación , todos son buenos dependiendo de dos se usen FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA 3.- Explique que criterios aplica para la selección de un material. Explique en pasos. (2 Puntos). Como primer paso tendríamos que ver como es el aspecto del material si esta en buen uso o si esta deplorable , en estos casos siempre es bueno guiarse por la primera impresión Después tendríamos que ver la calidad del material ya que nos ahorrara disgustos y perdida Después tendríamos que ver si el material va a requerir mantenimiento o revisiones periódicas, esto nos asegurara que el material va a durar Luego de eso debemos revisar la eficacia del material , esto nos asegurara que el material va a cumplir su función Nombre de su proyecto: ANÁLISIS DE LOS MATERIALES DE UNA TURBINA PELTON DE 45 MW INSTALADA EN CHARCANI V Grupo : 5 2.- Que normas aplica al elemento estudiado?. (1 punto). Procedimientos Técnicos del COES-SINAC”, aprobado mediante Resolución Ministerial N° 143-2001-EM/VME Altura o Salto efectivo de la Central Hidroeléctrica (He) Es la altura o salto neto disponible de la Central Hidroeléctrica para la totalidad de turbinas operando simultáneamente. Condiciones de Potencia Efectiva de una Central Hidroeléctrica Son las imperantes bajo condiciones de fl ujo del agua estable, sin sobrecarga (eléctrica o hidráulica), a velocidad nominal de rotación de las turbinas (correspondiente a 60 Hz del sistema) y a la Altura o Salto efectivo de la Central Hidroeléctrica. Pliego Técnico de cada una de las Unidades de Generación que constituyen la Central Hidroeléctrica. Esta información deberá incluir: Puntos de referencia topografíca de la Central Hidroeléctrica que incluyan la cota en la cámara de carga y el piso de turbinas. FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA 3.- Realice el diagrama de flujo del elemento analizado en forma resumida explicando bajo que criterios lo realizo. (3.5 puntos).como aplica los ensayos y pruebas? DIAGRAMA DE FLUJO GENERAL PARAMETROS DEL DISEÑO DISEÑO PROCESO DE FABRICACION FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ENSABLE PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO PUESTA DE SERVICIO – FALLAS FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA CRITERIOS PARA LA ALEABORACION DE NUESTRO DIAGRAMA DE FLUJO (APLICANCDO ENSAYOS Y PRUEBAS ) Tuvimos que definir el nivel de detalle que tendríamos para su elaboración Tuvimos que definir que variable es la que mediríamos y a donde le meteríamos enfoque Trabajo en equipo para la elaboración del diagrama La presencia de un análisis lógico en el orden Que sea entendible y sencillo de comprender anexando ramitas para una mejor comprensión Se aplico los ensayos y pruebas en la experimentación de como realizaríamos el diagrama de flujo , ya que este debía ser lo mas preciso posible teniendo en cuenta la variable que estábamos analizando y los parámetros a respetar 4.- Realice el cuadro de análisis de materiales a la pieza más propensa a fallar. Explique la relación de valores entre parámetros condiciones de trabajo o especificaciones con propiedades del material y condiciones de entorno. (3.5 puntos). Respuesta : No hay una pieza exactamente a fallar , ya que funcionan como un equipo , si algo se malogra o se deteriora va a ser por un mal funcionamiento o mala operación o que estuvo sometido a condiciones o adecuadas, estas son las razones por las que la turbina podría fallar 1. Alto nivel de vibraciones. 2. Desplazamiento excesivo del rotor por mal estado del cojinete de empuje o axial. 3. Fallos diversos de la instrumentación. 4. Vibración en reductor o alternador La relación entre los parametros de trabajo con las propiedades del material junto con las condiciones de entorno dependen del material a utilizar ya que estos materiales pueden varias conforme a los estimulos que esten expuestos , ya sean la luz , el calor , las fuezas , y también el ambiente a los que esten sometidos 5.- Como define las especificaciones de su elemento estudiado y cuales son?. (1 punto). Medidas: 142,5 x 29,5 cm. Material: Acero. Pintado en rojo Empleo: La turbina hidráulica transforma la energía hidráulica del agua en energía mecánica, al incidir en forma de chorro sobre los álabes del rodete, para posteriormente convertirla en energía eléctrica mediante un generador. Descripción general: El rodete, rotor o rueda, es el componente principal de las turbinas Pelton y está constituido por un disco de acero con álabes (palas o cucharas) ubicados en la periferia de la rueda y con una afilada arista interior, sobre la que incide el chorro inyector. En los álabes tiene lugar el intercambio de energía entre el agua y la máquina. Este rodete cuenta con 22 álabes o cucharas de forma elíptica fundidos con la misma rueda. FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA 6.- Sobre su trabajo de investigación responda brevemente que criterios aplico en cada uno de los siguientes item: (5 puntos). a. Cuál es su formulación del problema?: La necesidad de identificar y analizar las partes de la turbina Pelton de 45 MW, nos permite conocer más acerca de los requerimientos técnicos necesarios para la selección de materiales de estos componentes, que al mismo tiempo, nos permite realizar las investigaciones necesarias para identificar materiales similares para el montaje de esta turbina Pelton de eje vertical y así mejorar su vida útil y reducir los costos de mantenimiento. Ya que su uso radica en la energía hidráulica en el impulso de uno o más chorros de agua a una velocidad muy alta a energía mecánica, proporcionando en muchas actividades una eficacia del 92% del aprovechamiento de energía hidráulica ,pues los cambios en el caudal, significa que la eficacia de la turbina pueda disminuir, además de que los materiales seleccionados para dicha turbina pueden presentar fallas, ya que estos materiales se seleccionan de acuerdo a las características del ambiente; sin embargo en muchos de los casos no se toma en cuenta estas variaciones ocasionando que no se aproveche al máximo su eficacia y deteriorando cada vez más su vida útil. b. Cuales es su Justificación?: El funcionamiento estable de nuestra turbina y de lo que queremos implantar es muy importante ya que no podemos imaginarnos nuestra vida sin la existencia de la energía eléctrica al menos con todo lo que la modernidad y descubrimientos han logrado , y esto es gracias a la energía como la conocemos , energía que es por obra y gracias de la hidroeléctricas impulsadas por turbinas especiales, que transforma la energía hidráulica en energía mecánica , funcionando como generador de energía y nuestra justificación e justamente que estos aparatos funcionen correctamente para evitar fallos o si los hay que se solucionen rápidamente con estrategias planeadas para así con esto asegurar una calidad de proyecto c. Objetivo general y Objetivos específicos: OBJETIVO GENERAL Analizar los materiales de una turbina Pelton de eje vertical, de una potencia de 45 MW instalada en Charcani V, Arequipa – Perú OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Identificar los componentes de la turbina Pelton de eje vertical. 2. Investigar las propiedades requeridas para el montaje de la turbina Pelton de eje vertical. 3. Reconocer bajo qué normas se realiza la selección de material para la fabricación de la turbina Pelton de eje vertical, de una potencia de 45 MW. . FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS 4. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA Investigar el tipo de ensamblaje utilizado en la turbina Pelton de eje vertical. d. Metodologia : (capitulo 3) 1. 2. 3. La central hidroeléctrica de Charcani V, aprovecha las aguas del río Chili, tomadas del embalse Aguada Blanca el cual se abastece también de los aportes de los embalses Pillones y el Frayle. Su casa de máquinas en caverna cuenta con 3 unidades de generación con turbinas Pelton de la marca NEYRPIC, las cuales aprovechan una caída neta de 706 m y un caudal de diseño de 24.9 m3 /s. Algunos datos relevantes: En 2002 se concluyó el mantenimiento mayor de los tres grupos de la C.H. Charcani V y el vaciado e inspección del túnel de aducción y cambio de válvula mariposa. En 2002 se concluyó y fue puesta en operación la Línea de Transmisión en 138 kV entre la C.H. Charcani V y la C.T. Chilina. En 2011 se efectuó la modernización del sistema de control de los grupos generadores y sistemas auxiliares de la Central Hidroeléctrica Charcani V. (Organismo Supervisor de la Inversión en Energia y Mineria, 2022) e. Recomendaciones y Conclusiones: De acuerdo al análisis de la turbina pelton de 45 MW, podemos generar suficiente electricidad como para abastecer a la ciudad de arequipa y demás ciudades, como es el caso de la turbina pelton ubicada en charcani V que con las condiciones que nos brinda la reserva de aguada blanca y en general esa zona geográfica son precisamente las necesarias para una turbina pelton de eje vertical. El hecho de trabajar con una turbina pelton de eje vertical trae consigo problemas en el mantenimiento debido a la posición de la misma siendo más difícil sus reparaciones y la inspección en general, por ello el funcionamiento de estas turbinas se realizan con reservas hídricas limpias que eviten en lo más mínimo las abrasiones y erosiones, Para la selección de materiales de cada pieza se debe realizar primero un estudio y análisis, del entorno, las condiciones a las que se encontrarán expuestos las diferentes piezas. esto nos garantizará un mayor rendimiento, menos gasto en mantenimiento y se reducirá el margen de las posibles fallas que se puedan presentar. El proceso de fabricación de las pieza también es otro punto a tomar en cuenta debido a que el rendimiento varía dependiendo de cómo se fábricas la pieza, para ciertas piezas su fabricación por acero fundido da un 15% más de cualidades al momento de estar expuesto a diferentes tratamiento mecánicos que una pieza fabricado por simple moldeado. 7.- Que aprendió en este curso y como lo aplicaría?. (1 punto). Para finalizar mi examen y respondiendo a esta pregunta , lo que aprendí en este curso fueron cosas y temas muy importantes ya que gracias a este curso puedo tener un conocimiento mas amplio de la variedad de materiales a los que estaré expuesto pudiendo asi identificar los diferentes tipos de materiales a una gran escala , distinguiendo sus usos y peligros , aun me falta mucho or saber mas de estos materiales y del curso pero estoy seguro que estoy con las bases suficientes para afrontar el siguiente nivel del curso , y respondiendo a como lo aplicaría , mas seria para uso propio y conocimiento general , por ejemplo de aca unos días ire donde la empresa de mi tio donde el trabaja con materiales de todo tipo y siempre fue una complicación para mi el identificarlos por lo que ahora no será mucho problemas porque ya conozco muchas cosas , es por eso que estoy muy agradecido con el curso porque me dio una perspectiva mas amplia , y me sirvió de mucho y así lo aplicaría Muchas gracias profesora
