• Author / Uploaded
• BIlly D. Santoyo

Citation preview

METODOLOGIA VDI Verein Deutscher Ingenieure (VDI) (Inglés: Asociación de Ingenieros Alemanes) En 2010, la VDI había 139.000 miembros registrados en todo el mundo, que también incluyó a científicos y profesionales de Talla Internacional . La VDI es, pues, una de las mayores organizaciones científicas e industriales en Europa y en todo el mundo. Fundada en 1856, La VDI no es un sindicato. La asociación promueve el avance de la tecnología y representa los intereses de los ingenieros y las empresas de ingeniería en Alemania. VDI 2221 Enfoque para el desarrollo y diseño de los sistemas técnicos y productos

1993-05

VDI 2222 Parte 1 Metodología de diseño - Desarrollo de la metodología de los principios de solución

1997-06

VDI 2222 Parte 2 Metodología de diseño, desarrollo y uso de catálogos de diseño

1982-02

VDI 2223 Diseño de productos técnicos

2004-01

VDI 2225 Parte 1 Metodología de diseño - Diseño de Ingeniería - simplificado de cálculo de costos

1997-11

VDI 2225 Parte 2 Metodología de diseño - Diseño de Ingeniería - trabajo de mesa

1998-07

VDI 2225 Parte 3 Metodología de diseño - Diseño de Ingeniería - Evaluación de Tecno-económico

1998-11

VDI 2225 Parte 4 Metodología de diseño - Diseño de ingeniería a un costo óptimo - Dimensionamiento

1997-11

LISTA DE EXIGENCIAS La lista de exigencias resume los requerimientos de la necesidad y es el documento en base al cual se realiza el diseño y hace las veces de contrato entre el diseñador y el cliente, pues registra con aprobación de ambas partes las especificaciones solicitadas por este último. Se detallan los alcances que tendrá el proyecto y pone por escrito que el diseñador ha comprendido las necesidades que deberá satisfacer. En el encabezado de la lista de exigencias se coloca el nombre del cliente para diferenciar esta lista de otras que se pudieran estar realizando en paralelo. Los diferentes conceptos que se analizan se presentan en los cuatro campos que se explican a continuación: - Fecha de modificación: Registro a lo largo del tiempo de las variaciones realizadas en los ítems de la lista a lo largo de las reuniones periódicas entre el diseñador y el cliente. - Deseo o exigencia: aquí se enfatiza si el ítem tratado es una exigencia que debe cumplirse de todas maneras o si es solamente algo deseable pero no esencial en la futura máquina. En la tabla se especifica deseo o exigencia a través de las letras D para deseo o E para exigencia según sea el caso. - Descripción: Se pormenorizan las características por cada ítem que deberá considerarse durante el diseño y deberá poseer la máquina (o las máquinas), ya sea durante el montaje o en operación. La elección de los títulos de este campo depende directamente del diseñador, pues es quien debe evaluar de antemano las diferentes áreas del conocimiento que intervendrán durante el desarrollo del proyecto.

- Responsable: Se menciona a la persona responsable de que la característica (sea deseo o exigencia) sea transmitida al diseño.

UNIVERSIDAD SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

PAGINA: 1/2

CLIENTE:

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA, ELECTRONICA, MECANICA Y MINAS. CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

FECHA: 12/10/2013

PROYECTO:

DISEÑO DE UNA CAMARA DE SECADO DE MADERA MEDIANTE CONVECCION FORZADA CON CAPACIDAD PARA DIEZ MIL PIES TABLARES

AUTOR: BILLY DELFIN SANTOYO CHACCA

LISTA DE EXIGENCIAS

FECHA. (CAMBIOS )

DESEO O EXIGENCI A E E

E

E

E

E

E

E

E

D D D

RESPONSABLE DESCRIPCION FUNCIÓN PRINCIPAL: SECAR MADERA, DENTRO DE UNA CAMARA AISLADA TERMICAMENTE, MEDIANTE TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCION FORZADA. GEOMETRIA: LA CAMARA SERA DE 7m x 6m x 4m PARA PODER ALBERGAR DIEZ MIL PIES TABALARES. CINEMÁTICA: LA CAMARA CONTARA CON VENTILADORES QUE RECIRCULARAN EL AIRE DENTRO DE LA CAMARA PARA TRANSFERIR CALOR A LA MADERA Y TRASNPORTAR LA HUMEDAD DE ESTA HACIA EL EXTERIOR DE LA CAMARA FUERZAS: EL TECHO DE LA CAMARA DEBERA SOPORTAR EL PESO DE LOS VENTILADORES Y LAS VIBRACIONES QUE ESTE GENERE EN SU FUNCIONAMIENTO, EL PISO SOPORTARA EL PESO DE LAS PILAS DE MADERA QUE ES APROX. 3860 Kg

B.D.S.CH.

ENERGIA: SE QUEMARA COMBUSTIBLE FOSIL EN UN CALDERO PIRUTUBULAR PARA CALENTAR LA CAMARA, TAMBIEN SE UTILIZARA ENERGIA ELECTRICA PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LOS VENTILADORES, BOMBAS DE AGUA, COMPRESOR DE AIRE, GENERADOR, PARA EL SISTEMA DE CONTROL Y OTROS MATERIA PRIMA: LA MATERIA PRIMA CON LA QUE SE TRABAJARA SERA LA MADERA DE DIFERENTES VARIEDADES SEÑALES: SE CONTARA CON SEÑALES QUE INDICARA EL FUNCIONAMIENTO DEL CALDERO, VENTILADORES HUMIDIFICADORES ASI COMO LA TEMPERATULA Y LA HUMEDAD A LA QUE SE ENCUENTRA LA MADERA. SEGURIDAD: LA CAMARA TENDRÁ UN NIVEL DE SEGURIDAD SUFICIENTE, A FIN DE PRESERVAR POR LA INTEGRIDAD DE LOS OPERARIOS Y NO AFECTAR AL MEDIO AMBIENTE ERGONOMIA: LA CAMARA CONTARA CON EL ESPACIO Y LA ILUMINACION ADECUADA PARA QUE LOS OPERARIOS PUEDAN TRANSITAR ADECUADAMENTE. CONSTRUCCION: LOS MATERIALES, EQUIPOS Y ACCESORIO NECESARIOS PARA LA CONSTRUCCION DE LA CAMARA DEBEN SER DE FACIL ACCESO EN EL MERCADO LOCAL. MONTAJE: LOS EQUIPOS QUE SE INSTALARAN EN LA CAMARA DE SECADO DEBERAN SER DE FACIL MONTAJE. USO: LA CAMARA SERÁ DISEÑADA PARA QUE EN

B.D.S.CH.

B.D.S.CH. B.D.S.CH.

B.D.S.CH.

B.D.S.CH.

B.D.S.CH.

B.D.S.CH.

B.D.S.CH.

B.D.S.CH.

B.D.S.CH. B.D.S.CH.

E

E D

OPERACIÓN SEA LO MÁS SILENCIOSA POSIBLE, Y ASI NO PERTURBE EL ESPACIO EN EL CUAL SEA UBICADA. MANTENIMIENTO: LAS INSTALACIONES CON LAS QUE CUENTE LA CAMARA DEBERAN DE SER DE FACIL ACCESO PARA SU MANTENIEMIENTO COSTOS: SE DEBE REALIZAR UN ANALISIS ECONOMICO PARA DETERMINAR SI ES VIABLE LA CONSTRUCION Y OPERACIÓN DE LA CAMARA DE SECADO. PLAZOS: SE TIENE COMO FECHA DE CULMINACION JUNIO DEL 2014

B.D.S.CH.

B.D.S.CH.

B.D.S.CH.

CAJA NEGRA A continuación se realizará la abstracción del Black-Box, conocido como “Caja negra”, en la cual se define que para unas entradas específicas, a través de procesos aún desconocidos, se obtendrán las salidas esperadas. Posteriormente se analizará la caja negra desarrollando una estructura de funciones que estará sustentada en los ensayos que se realizaron y en la lista de exigencias desarrollada en el capítulo anterior. En la estructura de funciones se divide la función principal en varias sub funciones que al ejecutarse correctamente aportarán a la realización del objetivo planeado.

MADERA HUMEDA

ENERGIA TERMICA ENERGIA ELECTRICA

MATERIA

ENERGIA

SEÑAL IMPULSOS DE CONTROL

MATERIA

CAMARA DE SECADO PARA MADERA

MADERA SECA HUMEDAD

ENERGIA ENERGIA TERMICA

SEÑAL

INDICADORES VISUALES

ESTRUCTURA DE FUNCIONES

CAMARA DE SECADO MADERA HUMEDA

ENERGIA TERMICA ENERGIA ELECTRICA

MATERIA SECADO

ALIMENTACION

ENERGIA

CALEFACCION

VENTILACION

HUMIDIFICACION

EXPULSION

CONTROL

MATERIA

MADERA SECA HUMEDAD

ENERGIA

ENERGIA TERMICA

SEÑAL

INDICADORES VISUALES

COMBUSTIBLE

IMPULSOS DE CONTROL

SEÑAL

CONTROL DEL PROCESO

MATRIZ MORFOLOGICA

MATRIZ MORFOLOGIA DE LA CAMARA DE SECADO DE MADERA FUNCION PARCIAL TIPO DE CAMARA

PORTADORES DE FUNCION ALTERNATIVA 2

ALTERNATIVA 1

ALTERNATIVA 3

CON PANELES PREAISLADOS

MANPOSTERIA

Calefacción

POR ENERGIA ELECTRICA

POR COMBUSTION SISTEMA TODO AGUA

POR COMBUSTION SISTEMA TODO AIRE

Combustible

Desperdicios de Madera

Diesel

Glp

Ventilación

ENCIMA DE LA PILA DE MADERA

AL COSTADO DE LA PILA DE MADERA

Humidificació n

HUMIDIFICADOR POR EVAPORIZACION

HUMIDIFICADOR POR ATOMIZACION

CONTROL AUTOMATICO

CONTROL SEMIAUTOMATICO

Control

Alimentación y Expulsión

PALETA HIDRÁULICA (Stockas)

S1

S2

S3

S4

S5

EVALUACION DEL CONCEPTO DE SOLUCION ÓPTIMO

Como se mostró en la matriz morfológica, y siguiendo la metodología establecida para el diseño, se procederá a hacer un análisis técnico económico de las propuestas, para así determinar la más apropiada para la aplicación. DISEÑO MECANICO – EVALUACION DE PROYECTOS

UNSAAC

VALOR TECNICO (Xi)

PROYECTO: DISEÑO DE UNA CAMARA DE SECADO PARA MADERA POR CONVECCION FORZADA, CON CAPACIDAD DE DIEZ MIL PIES TABLARES p: Puntaje de 0 a 4 ( escala de valores según VDI 2225) 0=No satisface, 1=Aceptable a las justas, 2=Suficiente, 3=Bien, 4=Muy bien g: Peso ponderado y se da en función a la importancia de los criterios de evaluación

Criterios de evaluación para diseños en la fase de conceptos o proyectos Sol uci ón Sol uci ón Sol uci ón

Variantes de Concepto/Proyecto N°

Criterios de Evaluación

N°1

g

p

N°2

gp

p

Sol uci ón

Sol uci ón

Sol uci ón

N°4

N°5

Ideal

N°3

gp

p

gp

p

gp

p

gp

p

gp

1 FUNCION

4

3

12

3

12

3

12

3

12

3

12

4

16

2 DISEÑO

3

3

9

3

9

3

9

3

9

3

9

4

12

3 EFICIENCIA DE SECADO

4

2

8

3

12

3

12

3

12

3

12

4

16

4 CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA

4

2

8

3

12

3

12

3

12

1

4

4

16

5 SEGURIDAD

3

2

6

2

6

2

6

2

6

2

6

4

12

6 FACILIDAD DE CONSTRUCCION

3

2

6

2

6

3

9

3

9

3

9

4

12

7 FACILIDAD DE OPERACION

3

2

6

3

9

2

6

3

9

2

6

4

12

8 AUTOMATIZACION

3

3

9

3

9

2

6

3

9

2

6

4

12

9 ASILAMIENTO TERMICO

4

2

8

3

12

3

12

3

12

3

12

4

16

10 DISTRIBUCION DEL FLUJO DE AIRE

3

3

9

3

9

2

6

3

9

2

6

4

12

11 VELOCIDAD DE HUMECTACION

3

2

6

3

9

3

9

3

9

3

9

4

12

12 MANTENIMIENTO

3

3

9

2

6

3

9

2

6

3

9

4

12

13 PLAZOS

3

2

6

3

9

3

9

3

9

3

9

4

12

14 CONTAMINACION

3

1

3

2

6

3

9

3

9

3

9

4

12

PUNTAJE MAXIMO ∑gp

46

VALOR TECNICO Xi

105 0.57

126 0.68

126 0.68

௚ ௣ ା௚మ௣మା௚య௣యା௚ర ௣ర ା௚ఱ௣ఱ ൑ ሺ௚భା௚మା௚యା௚ర ା௚ఱሻ௉ೌ ೘ೣ ೌೣ

భ భ X݅ൌ

132 0.72

ͳ

118 0.64

184 1.00

DISEÑO MECANICO – EVALUACION DE PROYECTOS UNSAAC VALOR ECONOMICO (Yi) PROYECTO: DISEÑO DE UNA CAMARA DE SECADO PARA MADERA POR CONVECCION FORZADA, CON CAPACIDAD DE DIEZ MIL PIES TABLARES p: Puntaje de 0 a 4 ( escala de valores según VDI 2225) 0=No satisface, 1=Aceptable a las justas, 2=Suficiente, 3=Bien, 4=Muy bien(ideal) g: Peso ponderado y se da en función a la importancia de los criterios de evaluación

Criterios de evaluación para diseños en la fase de conceptos o proyectos Sol uci ón Sol uci ón Sol uci ón

Variantes de Concepto/Proyecto N°

Criterios de Evaluación

N°1

g

p

N°2

gp

p

Sol uci ón

Sol uci ón

Sol uci ón

N°4

N°5

Ideal

N°3

gp

p

p

gp

gp

p

gp

p

gp

3

1

3

2

6

2

6

2

6

3

9

4

12

3

2

6

3

9

3

9

3

9

2

6

4

12

3 COSTOS DE MATERIALES

4

2

8

2

8

1

4

3

12

3

12

4

16

4 FACILIDAD DE CONSTRUCCION

3

2

6

3

9

3

9

3

9

3

9

4

12

5 FACILIDAD DE MANTENIMIENTO

3

2

6

3

9

3

9

2

6

3

9

4

12

6 NUMERO DE OPERADORES

2

3

6

3

6

2

4

3

6

2

4

4

8

7 COSTO DE ENERGIA

3

2

6

2

6

2

6

2

6

1

3

4

12

8 COSTOS DE OPERACION

4

3

12

2

8

3

12

3

12

2

8

4

16

1 NUMERO DE ELEMENTOS 2

FACILIDAD DE ADQUISICION DE MATERIALES

PUNTAJE MAXIMO ∑gp

25

VALOR ECONOMICO Yi

53 0.53

61 0.61

59 0.59

௚ ௣ ା௚మ௣మା௚య௣యା௚ర ௣ర ା௚ఱ௣ఱ

భ భ Y݅ൌ

ሺ௚భା௚మା௚యା௚ర ା௚ఱሻ௉ೌೣ

66 0.66

൑ͳ

60 0.60

100 1.00

ANALISIS TECNICO-ECONOMICO 1.20

VALORES ECONOMICOS (YI)

1.00 0.80 S1 S2 S3 S4 S5 S (Ideal) LINEA DE EQUILIBRIO

0.60 0.40 0.20 0.00 0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

VALORES TECNICOS (Xi)

Conclusión: Como se aprecia en el grafico podemos ver que la solución que más se acerca a la solución ideal y se acerca bastante a la línea de equilibrio es la solución 4

ALTERNATIVAS DE SOLUCION

ALTERNATIVA DE SOLUCION N°1

ALTERNATIVA DE SOLUCION N°2

ALTERNATIVA DE SOLUCION N°3

ALTERNATIVA DE SOLUCION N°4

ALTERNATIVA DE SOLUCION N°5