Paraules clau: Congelación, Simulación, COMSOL Multiphysics Freezing, Simulacion, COMSOL Multiphysics Congelació, Simulació, COMSOL Multiphysics
Títol en diferents idiomes: Predecir la congelación de productos para el cuidado del hogar mediante simulaciones de COMSOL Predict freezing of home care products using COMSOL simulations Predir la congelació de productes per la cura de la casa mitjançant simulacions de COMSOL
Àrees temàtiques: Ingeniería química Chemical engineering Enginyeria química
Confidencialitat: Si
Curs acadèmic: 2015-2016
Codirector del treball: Brundu, Mariarosa
Estudiant: Vallès Peña, Daniel
Departament: Enginyeria Química
Crèdits del TFM: 12
Data de la defensa del treball: 2016-05-26
Director del projecte: Garcia Valls, Ricard
Resum: Daniel Vallès Peña Predecir la congelación de productos para el cuidado del hogar mediante simulaciones de COMSOL Trabajo Fin de Máster Dirigido por: Mariarosa Brundu, Ricard Garcia Valls Máster en Ingeniería Industrial Resumen El proyecto consiste en desarrollar un modelo matemático utilizando COMSOL, el cual sea capaz de predecir el comportamiento de una botella llena de suavizante cuando esta se expone a bajas temperaturas, independientemente de la composición del suavizante o de las condiciones externas. Para hacer-lo posible, primero se llevan a cabo experimentos reales de congelación con agua, utilizando termopares en una posición específica dentro de la botella. Con estos experimentos se obtiene un perfil de temperaturas único, el cual se intenta imitar con el software ya mencionado, explorando las diversas opciones que este ofrece. Posteriormente, se realizan el mismo tipo de experimentos con diferentes tipos de suavizante y diferentes condiciones externes. Entonces, partiendo de los modelos de COMSOL obtenidos para simular agua, se intenta imitar los resultados obtenidos en experimentos reales de congelación llevados a cabo con el suavizante. Durante este proceso de validación de los modelos de COMSOL, se adquiere un cierto conocimiento sobre el comportamiento del agua i el suavizante cuando se exponen a bajas temperaturas, el cual se plasma en el informe (inversión de densidad del agua, sufusión del suavizante entre otros). Finalmente, con los datos recopilados de experimentos reales de congelación, de simulaciones y teniendo en cuenta las necesidades de la empresa, se escoge el mejor modelo de COMSOL. También se remarcan los puntos de mejora del modelo y los diversos campos a investigar sobre el comportamiento del suavizante cuando se expone a condiciones de congelación. Tarragona 2015 Daniel Vallès Peña Predict freezing of home care products using COMSOL simulations Final Master's Project Adviser: Mariarosa Brundu, Ricard Garcia Valls Master’s Degree in Industrial Engineering Summary The project consist of developing a mathematical model in COMSOL capable of predicting the freezing behaviour of a single bottle full of softener when is exposed to low temperatures, regardless the softener composition or the external conditions. To do so, several real freezing experiments are carried out using water and a specific distribution of thermocouples inside a bottle. In this way, a temperature profile is obtained for each experiment and used to validate the first COMSOL models while exploring the software possibilities. Later on, the same type of experiments is performed with different softener formulations and external conditions. Then, the models developed for water are adapted to fit the results obtained with real freezing experiments for softener. During the described validation and adaptation processes for the COMSOL models, some knowledge is generated related to the behaviour of water and softener when those are exposed to freezing conditions (water density inversion, undercooling of LFE and others). Finally, by comparing the results obtained in real experiments versus the data obtained with the simulations and taking into account the company needs, the best COMSOL model is chosen. Moreover, the aspects that need to be improved in the model are described. Also, further research related to the freezing process of LFE is required. Tarragona 2015 Daniel Vallès Peña Predir la congelació de productes per la cura de la casa mitjançant simulacions de COMSOL Treball Fi de Màster Dirigit per: Mariarosa Brundu, Ricard Garcia Valls Màster en Enginyeria Industrial Resum El projecte consisteix en desenvolupar un model matemàtic utilitzant COMSOL, el qual sigui capaç de predir el comportament d’una botella plena de suavitzant quan aquesta s’exposa a baixes temperatures, independentment de la composició del suavitzant o de les condicions externes. Per fer-ho possible, primer es porten a terme experiments reals de congelació amb aigua, emprant termoparells en una posició específica dins de l’ampolla. Amb aquests experiments s’obté un perfil de temperatures únic, el qual s’intenta imitar amb el software ja mencionat, explorant les diverses opcions que ofereix. Posteriorment, es realitzen el mateix tipus d’experiments utilitzant diverses composicions de suavitzant i condicions externes. Llavors, partint dels models de COMSOL obtinguts per simular aigua, s’intenta imitar els resultats obtinguts en experiments reals de congelació portats a terme amb el suavitzant. Durant aquest procés de validació i adaptació dels models de COMSOL, s’adquireix un cert coneixement sobre el comportament de l’aigua i el suavitzant quan s’exposen a baixes temperatures, el qual es plasma a l’informe (inversió de densitat de l’aigua, subrefredament del suavitzant entre d’altres). Finalment, amb les dades recopilades d’experiments reals de congelació, de simulacions i tenint en compte les necessitats de l’empresa, es tria el millor model de COMSOL. També es remarquen els punts de millora del model i els diversos camps a investigar sobre el comportament del suavitzant quan s’exposa a condicions de congelació. Tarragona 2015
Matèria: Enginyeria química
Entitat: Universitat Rovira i Virgili (URV)
Idioma: Anglès
Ensenyament(s): Enginyeria Industrial
Títol en la llengua original: Predict freezing of home care products using COMSOL simulations
Data d'alta al repositori: 2016-10-19
Repositori URV