Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Guedes, Fábio Alexandre Marques
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/83062
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
id RCAP_08e987118124cf4d4a56d48f3d13f6df
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/83062
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidroNumerical study of the mold cooling in the glass packaging molding processAnsys CFXArrefecimento de moldesBronze-alumínioEmbalagem de vidroSimulação numéricaAnsys CFXMold coolingAluminum-bronzeGlass packagingNumerical simulationDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaA simulação numérica assume atualmente uma importância significativa nas áreas de projeto, investigação e desenvolvimento na medida em que os modelos computacionais permitem o estudo de modo versátil e detalhado de fenómenos físicos que, de outro modo, são por vezes de difíceis observação e análise. A sua utilização nas indústrias de processo, áreas cuja evolução está inevitavelmente dependente da experimentação e do conhecimento empírico, é hoje uma realidade. Deste modo, a indústria de produção de vidro de embalagem tem vindo a utilizar ferramentas de simulação computacional para otimizar alguns dos processos que mais influem no rendimento produtivo, nomeadamente, na modelação numérica dos fornos de fusão e da etapa de moldação. Porém, estes estudos de mecânica de fluidos computacional são ainda escassos e geralmente efetuados por empresas externas ligadas às áreas de projeto. Contrariando essa tendência, no presente trabalho recorre-se ao software Ansys® CFX para estudar numericamente o comportamento térmico de um molde de acabamento na fase de arrefecimento do processo cíclico de moldação de uma embalagem de vidro, uma garrafa de litro de cerveja. Com esse propósito, foram comparados moldes iguais de materiais diferentes: ferro fundido e bronze-alumínio. Verificou-se que o bronze-alumínio permite uma extração de calor mais eficaz durante o período de contacto entre o vidro e o molde, conduzindo a durações de moldação inferiores e aumentos de cadências de produção. Por interpretação das gamas de temperatura da moldação, foi elaborada uma análise aos pontos sensíveis à ocorrência de defeitos na garrafa moldada. Por fim, verificou-se que os regimes de escoamento do ar nos canais de arrefecimento são bastante expressivos, com elevados números de Reynolds e coeficientes de transmissão de calor. O estudo permitiu também a identificação de alguns aspetos de possível melhoria no projeto do molde.Numerical simulation currently assumes a significant importance in the areas of design, research and development, allowing, in many cases, the obtention of results at a lower cost than through the more classic experimental approach. Its use in process industries, areas whose evolution is inevitably dependent on experimentation and empirical knowledge, is now a reality. Thus, the packaging glass manufacturing industry has been using computer simulation tools to optimize some of the processes that most influence the productive yield, namely, in the numerical modeling of the melting furnaces and the molding stage. However, studies with computational fluid dynamics are still scarce, usually carried out by external companies of the design areas. The present work uses Ansys® CFX software for a numerical study of the heat transfer processes taking place in the molding of glass bottles. For this study, two molding materials were considered: cast iron and aluminum-bronze. It has been found that aluminum-bronze allows more efficient heat extraction during the contact time between the glass and the mold, leading to lower molding times and increases in production rates. Potential locations for the occurrence of defects in the molded bottle were anticipated through the analysis of the temperature fields. Finally, it has been found that the air flow in the cooling channels are characterized by high heat transfer rates, at large Reynolds numbers. The study also allowed the identification of some points for improvement in the mold design.2017-09-292023-09-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/83062http://hdl.handle.net/10316/83062TID:202122352porGuedes, Fábio Alexandre Marquesinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-10-27T10:49:16Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/83062Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:04:53.079376Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro
Numerical study of the mold cooling in the glass packaging molding process
title Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro
spellingShingle Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro
Guedes, Fábio Alexandre Marques
Ansys CFX
Arrefecimento de moldes
Bronze-alumínio
Embalagem de vidro
Simulação numérica
Ansys CFX
Mold cooling
Aluminum-bronze
Glass packaging
Numerical simulation
title_short Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro
title_full Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro
title_fullStr Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro
title_full_unstemmed Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro
title_sort Estudo numérico do arrefecimento de um molde no processo de moldação de embalagens de vidro
author Guedes, Fábio Alexandre Marques
author_facet Guedes, Fábio Alexandre Marques
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Guedes, Fábio Alexandre Marques
dc.subject.por.fl_str_mv Ansys CFX
Arrefecimento de moldes
Bronze-alumínio
Embalagem de vidro
Simulação numérica
Ansys CFX
Mold cooling
Aluminum-bronze
Glass packaging
Numerical simulation
topic Ansys CFX
Arrefecimento de moldes
Bronze-alumínio
Embalagem de vidro
Simulação numérica
Ansys CFX
Mold cooling
Aluminum-bronze
Glass packaging
Numerical simulation
description Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-09-29
2023-09-28T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10316/83062
http://hdl.handle.net/10316/83062
TID:202122352
url http://hdl.handle.net/10316/83062
identifier_str_mv TID:202122352
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
eu_rights_str_mv embargoedAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133940573798400