CFD-analys av flaskbottenkylning för glasformningsmaskin
Detta examensarbete har utförts på uppdrag av Emhart Glass Sweden AB i Sundsvall under vintern 2006/2007. Emhart Glass är en världsledande leverantör av utrustning, kontrollsystem och reservdelar för glasförpackningsindustrin, och företagets produkter har etablerats som världsstandard. Glasförpackningarna har en temperatur på 500-600 grader Celsius när de har formats. De hålls därför över en perforerad platta, kallad deadplate, för att kyla glasförpackningarnas bottnar så att deformation undviks när de sedan transporteras vidare för efterbehandling. Syftet med detta examensarbete är att utföra simuleringar av kylluftdistributionen för hålbilden i deadplate med hjälp av CFD ? Computational Fluid Dynamics. CFD är en numerisk beräkningsmetod för simulering av strömnings- och värmeöverföringsprocesser. Befintlig hålbild i deadplate är anpassad till olika glasförpackningsdimensioner och kvantiteter. Simuleringar har använts för att undersöka hur en optimering av hålbild för ett specifikt antal glasförpackningar och dimensioner kan förbättra kylningen av glasförpackningens botten. Den kommersiella CFD-programvaran FLUENT 6.2.16 med realizable k-epsilon turbulensmodellen och dubbel precision har använts i analysen, och såväl stationära som tidsberoende simuleringar är genomförda. En ny och effektivare hålbild i deadplate har utvecklats med avseende på kylning och temperaturfördelning och resultatet är omkring 34 procent effektivare kylning jämfört med befintlig hålbild i deadplate. För att uppnå samma kyltemperatur har en tidsbesparing på 1,2 respektive 2,3 sekunder för bottenvolymen respektive bottenytan av glasförpackningarna konstaterats vid motsvarande 5,0 sekunders kyltid med befintlig hålbild i deadplate. Ett fullskaleexperiment utfördes för att undersöka noggrannheten på simuleringarna genom att jämföra och validera resultaten från fullskaleexperimentet med data från motsvarande simulering. Differensen mellan uppmätta och simulerade data är mindre än 7,2 procent.