Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551014
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de los Doctorados correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Comparative study of mass-accommodation methods and energy balances for melting paraffin wax in cylindrical thermal energy storage systems(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2025-12-03) Silva Nava, Valter; Otero Hernández, José Antonio; Hernández Cooper, Ernesto Manuel; emimmayorquin, emipsanchez; Santiago Acosta, Rubén Darío; Melo Máximo, Dulce Viridiana; School of Engineering and Sciences; Campus Ciudad de México; Chong Quero, Jesús EnriqueThis study introduces two innovative methods for modeling how paraffin wax melts inside a centrally heated annular space. Both approaches tackle the challenge of volume changes during melting by ensuring total mass is conserved, keeping the material mass constant, and adding a new equation of motion. To manage these volume shifts in a cylindrical setup, one method allows the outer radius to expand or contract radially, while the other treats the extra liquid volume as a dynamic variable along the central axis. Each method’s energy–mass balance at the boundary between the liquid and solid yields equations that describe how the interface moves, with only slight differences that still respect mass conservation. When melting occurs rapidly, the steady-state values for both volume and interface position are directly linked to the densities of the liquid and solid forms. The methods were put to the test in a vertical annular region filled with para!n wax, where thermodynamic properties were fine-tuned by minimizing the gap between measured and predicted temperatures. The widely used local energy balance at the melting front can sometimes mislead, depending on starting conditions, boundaries, and material traits. In contrast, the total energy balance method aligns closely with equilibrium, as shown by its agreement with thermodynamic equilibrium in saturated mixtures, and it delivers much smaller errors than the local approach. In a melting experiment using para!n RT50 inside a thermally insulated cylinder, the local energy balance underestimated the melting front position by 2.4% to 6.9%, whereas the total energy balance method kept discrepancies between 0.28% and 5.71%.
- Método de homogeneización asintótica para el cálculo de propiedades efectivas de un material nanocompuesto en tres dimensiones(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-03-02) Tapia Gaspar, Mónica; TAPIA GASPAR, MONICA; 289617; Otero Hernández, José Antonio; puelquio; Martínez Rosado, Raúl; Hernández Cooper, Ernesto Manuel; Espinosa Almeyda, Yoanh; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Estado de México; Rodríguez Ramos, ReinaldoEl modelado matemático de nanomateriales es un campo inmenso en proceso de desarrollo debido a la enorme demanda en el diseño de nuevos materiales nanocompuestos, tales como la industria automotriz y la industria aeroespacial. La formulación del Método de Homogeneización Asintótica (MHA) tiene un alcance adecuado para estimar las propiedades efectivas globales del compuesto. En este proyecto, las propiedades efectivas de materiales elásticos reforzados con nanoinclusiones de diferentes formas geométricas son modeladas mediante un método semi-analítico basado en el MHA y el Método de los Elementos Finitos (MEF). La funcionalidad del diseño de la celda unitaria tiene alcance para diferentes valores de fracción volumétrica y de razón de aspecto de la nanoinclusión. El contacto entre las nanoinclusiones y la matriz del compuesto se asume perfecto. El enfoque numérico está basado en la técnica del modelado de la celda periódica por medio del MEF. Es decir, los problemas locales y las propiedades efectivas obtenidas mediante el MHA son resueltos utilizando el MEF. De acuerdo a la descripción previa se tiene una combinación entre el MHA y el MEF para calcular las propiedades efectivas de los nanomateriales, a esta metodología la denominamos como Método de Elemento Finito Semi-Analítico (SAFEM, por sus siglas en inglés). El efecto de las diferentes orientaciones de los refuerzos ( fibras) influye en el comportamiento mecánico del compuesto cuando este se somete a esfuerzos que generan deformaciones. El enfoque de estudio está basado entonces en dos casos diferentes de compuestos reforzados por \Fibras alineadas"( fibras orientadas en una sola dirección) y compuestos reforzados por \Fibras desalineadas"( fibras orientadas en diferentes direcciones de acuerdo al marco espacial del diseño de la celda). Los resultados obtenidos mediante el método de SAFEM han demostrado que este es un m etodo novedoso y con un alcance muy amplio para el cálculo de las propiedades efectivas elásticas de materiales nanocompuestos. Además, se reportan comparaciones con resultados teóricos reportados en la literatura del campo de los métodos de estimación de propiedades efectivas elásticas. También, comparaciones con resultados experimentales reportados por otros autores para nanocompuestos reforzados con nanocables de carbono (CNW).