We performed a feasibility study on a high-strength Bi2−xPbxSr2Ca2Cu3O10−x (Bi-2223) tape conductor for high-field solenoid applications. The investigated conductor, DI-BSCCO Type HT-XX, is a pre-production version of Type HT-NX, which has recently become available from Sumitomo Electric Industries (SEI). It is based on their DI-BSCCO Type H tape, but laminated with a high-strength Ni-alloy. We used stress-strain characterizations, single- and double-bend tests, easy- and hard-way bent coil-turns at various radii, straight and helical samples in up to 31.2 T background field, and small 20-turn coils in up to 17 T background field to systematically determine the electro-mechanical limits in magnet-relevant conditions. In longitudinal tensile tests at 77 K, we found critical stress- and strain-levels of 516 MPa and 0.57%, respectively. In three decidedly different experiments we detected an amplification of the allowable strain with a combination of pure bending and Lorentz loading to ≥ 0.92% (calculated elastically at the outer tape edge). This significant strain level, and the fact that it is multi-filamentary conductor and available in the reacted and insulated state, makes DI-BSCCO HT-NX highly suitable for very high-field solenoids, for which high current densities and therefore high loads are required to retain manageable magnet dimensions.

No abstract

En este artículo se presentan los resultados de la investigación relacionada con el comportamiento experimental de recubrimientos de alúmina, obtenidos a partir de partículas de tamaño micrométrico y depositadas a través de un proceso de rociado térmico por llama, sobre un sustrato de acero inoxidable AISI 304, cuando están sometidos a desgate erosivo originado por cavitación a través de un aparato vibratorio. La metodología utilizada para alcanzar el objetivo propuesto consistió de cinco fases, en la primera se realizó una caracterización morfológica y química de los materiales utilizados; la segunda fue la adaptación del equipo de ultrasonido UIP1000hd a los requerimientos exigidos por la norma ASTM G32-16 (Método de pruebas estándar para erosión por cavitación usando aparatos vibratorios); posteriormente se ensayaron probetas de acero inoxidable AISI 304 para comprobar el funcionamiento del equipo utilizado, la validación del fenómeno de desgaste presente en las probetas se realizó a través de ensayos de microscopia electrónica de barrido con el fin de observar la evolución de la huella dejada sobre el espécimen; como cuarta fase se realizó la deposición de los recubrimientos de alúmina a través de un equipo de combustión oxiacetilénica convencional y una pistola Eutalloy 85 BX; por último se realizaron ensayos de microdureza y resistencia al desgaste erosivo a probetas de acero inoxidable AISI 304 sin y con recubrimientos de alúmina. Los resultados obtenidos permitieron validar el funcionamiento del equipo adaptado para la realización de los ensayos ya que el porcentaje de error promedio entre los datos experimentales y teóricos fue del 4,5% para el acero inoxidable AISI 304; respecto al comportamiento de los recubrimientos de alúmina se obtuvo una reducción del 26,23% de pérdida de material con respecto al acero inoxidable AISI 304, lo que representa una mejora significativa e incentiva su utilización cuando se tienen elementos mecánicos sometidos a desgaste erosivo originado por cavitación. Palabras clave: Alúmina, Desgaste, Erosión, Recubrimientos. AbstractThis article presents the results of the research related to the experimental behavior of alumina coatings obtained from micrometric size particles and deposited through a thermal spraying by flame process on an AISI 304 stainless steel substrate when it is subjected to erosive wear caused by cavitation through a vibratory apparatus. The methodology used to reach the proposed objective consisted of five phases in the first a morphological and chemical characterization of the materials used, was carried out; the second was the adaptation of UIP1000hd ultrasound equipment to the requirements demanded by the ASTM G32-16 standard (standard test method for erosion by cavitation using vibrating apparatus); afterwards, test pieces of AISI 304 stainless steel were tested to verify the performance of the equipment used, the validation of the wear phenomenon present in the specimens was carried out through scanning electron microscopy tests in order to observe the evolution of the footprint left over the specimen; as a fourth phase, the deposition of the alumina coatings was carried out through a conventional oxyacetylene combustion equipment and an Eutalloy 85 BX gun; finally micro-hardness and erosive wear resistance tests were carried out on AISI 304 stainless steel specimens without and with alumina coatings. The results obtained allowed to validate the operation of the adapted equipment for the performance of the tests since the percentage of average error between the experimental and theoretical data was of 4,5% for AISI 304 stainless steel; regarding the behavior of alumina coatings a 26,23% reduction of material loss was obtained with respect to the AISI 304 stainless steel which represents a significant improvement and encourages its use when mechanical elements are subjected to erosive wear caused by cavitation. Keywords: Alumina, Wearing away, Erosion, Coatings. ResumoEste artigo apresenta os resultados da pesquisa relacionada ao comportamento experimental de revestimentos de alumina, obtidos a partir de partículas micrométricas e depositados através de um processo de chama térmica, sobre um substrato de aço inoxidável AISI 304, quando submetido a erosão erosiva causada por cavitação através de um aparelho vibratório. A metodologia utilizada para atingir o objetivo proposto consistiu de cinco fases, sendo que na primeira foi realizada uma caracterização morfológica e química dos materiais utilizados; o segundo foi a adaptação do equipamento de ultra-som UIP1000hd aos requisitos exigidos pela norma ASTM G32-16 (método de teste padrão para erosão por cavitação utilizando aparelhos vibratórios); subsequentemente, eles espécimes aço inoxidável AISI 304 foram testadas para a operação do equipamento utilizado, a validação de fenómeno de desgaste presente nas amostras foi realizada por meio de testes de microscopia electrónica de varrimento a fim de observar a evolução da marca deixada sobre o espécime; como uma quarta fase, a deposição dos revestimentos de alumina foi realizada através de equipamento de combustão de oxiacetileno convencional e uma pistola Eutalloy 85 BX; Finalmente, testes de microdureza e resistência à erosão foram realizados em amostras de aço inoxidável AISI 304 sem e com revestimentos de alumina. Os resultados obtidos permitiram validar a operação do equipamento adaptado para a realização dos ensaios, uma vez que a porcentagem de erro médio entre os dados experimentais e teóricos foi de 4,5% para o aço inoxidável AISI 304; sobre o comportamento dos revestimentos de alumina redução de 26,23% de perda de material em comparação com o aço inoxidável AISI 304 foi obtido, o que representa uma melhoria significativa e encoraja a utilização quando os elementos mecânicos são submetidos a erosiva desgaste causado pela cavitação.Palavras-chave:  Alumina, Desgastando, Erosão, Revestimentos.

ResumenEn este proyecto se diseña y construye un sistema de regulación de carga de batería en una planta de microgeneración hidráulica que usa una turbina de reacción tipo Francis. Para regular la carga de la batería se adapta un controlador MPPT [Maximum Power Point Tracker] el cual se utiliza en sistemas fotovoltaicos. La turbina convierte la energía hidráulica en energía mecánica y el generador transforma la energía mecánica en energía eléctrica, la cual se rectifica a 12 V DC (Direct Current) para alimentar el controlador que regula la carga de la batería. La energía hidráulica se genera con una bomba centrifuga de 5.5 Hp y proporciona una altura o cabeza equivalente a 28 m. Se utiliza una batería de 12 V/100 Ah y es cargada por el sistema en 24 h, la eficiencia del generador es aproximadamente 75%. Abstract In this project, a battery charge regulation system was designed and built using a microgeneration plant with a Francis type turbine. To regulate the charge of the battery an MPPT (Maximum Power Point Tracker) controller was adapted which is used in photovoltaic systems. The turbine converts the hydraulic energy into mechanical energy and the generator transforms the mechanical energy into electrical energy, which was rectified at 12 V DC [Direct Current] and the controller regulates the charge of the battery. The hydraulic power was generated with a centrifugal pump of 5.5 Hp and it provides a height or head equivalent to 28 m. In this setup a 12 V/100 Ah battery was charged by the system in 24 h and the generator efficiency is approximately 75%. Palabras ClaveTurbina hidráulica; controlador de carga; bomba centrifuga; batería. Key words Hydraulic turbine; load controller; centrifugal pump; battery.1 Facultad de ingenierías, Universidad Pontificia Bolivariana, Colombia *Autor correspondiente: emil.hernandez@upb.edu.co Manuscrito recibido 24-03-2017; revisado 11-04-2017; aceptado 26-04-2017. IntroducciónLas turbinas son comúnmente usadas en sistemas de microhidropotencia. El agua en movimiento impacta losálabes de la turbina, en la mayoría de los casos como en una rueda hidráulica produciendo el giro de un eje. Sin embargo, las turbinas son más compactas conforme aumenta la energía de salida de las ruedas hidráulicas. Estás ruedas, tienen pocos engranajes y requieren menos material para su construcción [1]. Las baterías son el tanque de almacenamiento de potencia de los sistemas solares e hídricos, además suministran potencia cuando hay ausencia del sol [2].Es por ello, que existen numerosas investigaciones sobre sistemas de control de carga en baterías, como, por ejemplo, Yasser y Naggar [2], quienes diseñan e implementan un controlador utilizando una técnica MPPT, un algoritmo genético y una estrategia de corriente y voltaje constante. Estas modificaciones reducen apreciablemente el periodo de carga de la batería. Los resultados experimentales muestran que el nuevo controlador tiene una mejora significativa y una mayor eficiencia comparado con el controlador tradicional.Las turbinas microhidro cargan l...