Análisis del proceso de enfriamiento de un molde de estirado-soplado mediante simulación para un envase de 500ml
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http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/28947
Título : | Análisis del proceso de enfriamiento de un molde de estirado-soplado mediante simulación para un envase de 500ml |
Autor : | Pasquel Salas, Kevin Adrian |
Director de Tesis: | Juiña Quilachamín, Luis Christian |
Resumen traducido: | In the present research, the focus was on analyzing the thermal behavior of the stretch-blow mold at various points during the cooling process, using simulation software. The design of the mold and the 500 ml container was carried out in SolidWorks, while the thermal study was conducted in ANSYS Fluent. The simulation parameters were determined analytically through heat transfer equations, employing Fourier's law and Newton's law of cooling. These equations were fundamental for obtaining the input data for the software, and the material properties of the mold and the container were obtained from tables at the desired temperatures for the simulation. To evaluate the thermal behavior at different points, the mold was divided into three planes with depths of 10 mm, 19 mm, and 37 mm. These measurements allowed for the determination of temperatures in the mold's cooling system for a 500 ml container. At a depth of 37 mm is the cooling system, where the water flow transfers and dissipates the heat generated by the environment and the PET container cooling process, maintaining the mold at temperatures between 16 °C and 20 °C. At the 19 mm plane, an intermediate point between the cooling system and the ambient temperature, a heat conduction process is observed with temperatures ranging from 26 °C to 40 °C. At the 10 mm plane, near the contact point with the bottle, a temperature increase is noted due to the container's heat, with ranges from 90 °C to 97 °C and a maximum mold temperature of 83 °C in certain areas. The cooling system design was based on a pre-existing model, adapted with changes in internal dimensions to improve mold cooling. The internal dimensions, with three cuts (two vertical and one horizontal) that connect to each other, allowed for a more homogeneous water flow distribution, minimizing temperature variations. This approach aimed to ensure that the PET container was molded adequately, avoiding issues such as excessive crystallization or material fragility, which are crucial for efficient production and high-quality final products. |
Resumen : | En el presente trabajo de investigación se centró en el análisis del comportamiento térmico del molde de estirado-soplado en diferentes puntos durante el proceso de refrigeración, utilizando software de simulación. El diseño del molde y del envase de 500 ml se realizó en SolidWorks, mientras que el estudio térmico se llevó a cabo en ANSYS Fluent. Los parámetros de simulación se resolvieron mediante ecuaciones de transferencia de calor de forma analítica, empleando la ley de Fourier y la ley de enfriamiento de Newton. Estas ecuaciones fueron fundamentales para obtener los datos de entrada para el software, y las propiedades del material del molde y el envase se obtuvieron de tablas a las temperaturas deseadas para la simulación. Para evaluar el comportamiento térmico en distintos puntos, el molde se dividió en tres planos con profundidades de 10 mm, 19 mm y 37 mm. Estas medidas permitieron conocer las temperaturas en el sistema de refrigeración del molde para un envase de 500 ml. En la profundidad de 37 mm se encuentra el sistema de refrigeración, donde el flujo de agua transfiere y disipa el calor generado por el ambiente y el proceso de enfriamiento del envase PET, manteniendo el molde a temperaturas entre 16 °C y 20 °C. En el plano de 19 mm, que es un punto intermedio entre el sistema de refrigeración y la temperatura ambiente, se observa un proceso de conducción de calor con temperaturas que oscilan entre 26 °C y 40 °C. En el plano de 10 mm, cercano al punto de contacto con la botella, se nota un incremento de temperatura debido al calor del envase, con rangos de 90 °C a 97 °C y una temperatura máxima del molde de 83 °C en ciertas partes. El diseño del sistema de refrigeración se basó en un modelo preexistente, adaptado con cambios en las dimensiones internas para mejorar el enfriamiento del molde. Las dimensiones internas, con tres cortes (dos verticales y uno horizontal) que se conectan entre sí, permitieron una distribución más homogénea del flujo de agua, minimizando las variaciones de temperatura. Con este enfoque, se buscó asegurar que el envase de PET se moldeara adecuadamente, evitando problemas como la cristalización excesiva o la fragilidad del material, lo cual es crucial para la producción eficiente y buena calidad en el producto final. |
Palabras clave : | MECÁNICA ASPEREZA DE SUPERFICIE MOLDES ESTIRADO-SOPLADO SIMULACIÓN POR COMPUTADORES ENVASES |
Fecha de publicación : | oct-2024 |
URI : | http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/28947 |
Idioma: | spa |
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