Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Modeling of heating process of semitransparent preform in strech blow moulding machine

Krzysztof Stefan Wiśniewski

Abstract

The stretch blow molding machines are commonly used to produce the polyethylene terephthalate bottles. The manufacturing process contains two main steps: the heating process of the preform by the thermal radiation in the oven and then stretching and blowing it into the bottle in the mold. This technology is constantly improved by the optimization the heating processes. The proper temperature distribution through the thickness and on the surface of the preform is crucial from the point of view of the features, durability and quality of the final product – the bottle. Nowadays companies are using the computational simulation of the stretch blow molding process in order to find the most suitable parameters to improve the manufacturing of the bottles. In this work the heating process of the polyethylene terephthalate preform in the single segment of the heating oven is numerically simulated. The simulation include such processes like linear and rotational movement of the preform, cooling process by the stream of the air flowing by the gaps into the oven and by the water flowing in the cooling channels. The whole simulation in performed in the ANSYS software. The simplified model of the oven was created, where the infrared lamp geometry was modeled as two thin surfaces – the filament and the ceramic mirror. Moreover the preform is modeled as a hollow cylinder. After completing the mesh generation process, two simulations were performed, in order to investigate influence of the “ray effect on the obtained results” in the finite volume method for radiative heat transfer. Each of simulation has different level of angular discretization and both of them consists of two steps – the steady state and transient simulation. The first one is performed in order to find the initial condition for the second step. Then the transient state is performed in order to simulate the whole heating process of the preform. The results shows the impact of the level of the angular discretization on the temperature distribution on the surface of the preform and through the thickness of the preforms wall.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Krzysztof Stefan Wiśniewski (FPAE) Krzysztof Stefan Wiśniewski,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Modelowanie procesów ogrzewania półprzezroczystej preformy w maszynie wydmuchowej
Supervisor
Piotr Łapka (FPAE/IHE) Piotr Łapka,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
28-06-2016
Issue date (year)
2016
Pages
55
Internal identifier
MEL; PD-3692
Reviewers
Piotr Łapka (FPAE/IHE) Piotr Łapka,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Jerzy Banaszek (FPAE/IHE) Jerzy Banaszek,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
modelowanie numeryczne, promieniowanie cieplne, maszyna wydmuchowa, moduł grzewczy, politereftalan etylenu , "efekt promienia"
Keywords in English
numerical modeling, thermal radiation, stretch blow molding machine, heating module, polyethylene terephthalate (PET), “ray effect”
Abstract in Polish
Maszyny do wydmuchowe są powszechnie stosowane do produkcji butelek z politereftalanu etylenowego. Proces wytwarzania butelek składa się z dwóch etapów: procesu ogrzewania preformy przez promieniowanie cieplne w module grzewczym oraz nadawania ostatecznego kształtu za pomocą rozciągania (mechanicznego) oraz wydmuchiwania jej do formy. Technologia ta jest stale ulepszana poprzez optymalizacje procesów wydmuchowych. Właściwy rozkład temperatury na powierzchni oraz na przekroju ścianki preformy jest istotny z punktu widzenia właściwości, trwałości i jakości końcowego produktu - butelki. Obecnie wiele firm, za pomocą symulacji komputerowej modeluje procesy zachodzące w maszynach wydmuchowych, optymalizuje cały proces, co wpływa na zwiększenie jakości oraz produkcji butelek. Niniejsza praca dotyczy symulacji procesu ogrzewania preformy z politereftalanu etylenu za pomocą promieniowania cieplnego, w jednym module grzewczym w maszynie wydmuchowej. Symulacja obejmuje takie procesy jak: ruch linowy oraz obrotowy preformy, proces chłodzenia półproduktu przez strumień powietrza (wlatującego do pieca przez specjalne wloty) oraz wodę płynącą przez kanały chłodzące. Cała symulacja jest wykonana w programie ANSYS. W tym celu wykonano uproszczony model pieca – geometria lampy podczerwonej została zamodelowano jako dwie cienkie powierzchnie - osłonki ceramiczne oraz żarnik. Ponadto prefoma została zamodelowana jako wydrążony cylinder. Po zakończeniu procesu generacji siatki przystąpiono do dwóch symulacji, w celu zbadania wpływu "efektu promienia" na wyniki symulacji. Symulacje zostały przeprowadzone z innym poziomem dyskretyzacji kątowej. Każda z nich składała się z dwóch etapów – w stanie ustalonym i nieustalonym. Pierwszy z nich przeprowadzono w celu znalezienia wartości początkowych dla drugiego etapu. Drugi zaś w celu zasymulowania procesu ogrzewania preformy. Wyniki pokazują wpływ poziomu dyskretyzacji kątowej na dystrybucję temperatury na powierzchni preformy oraz na przekroju jej ścianki.
File
  • File: 1
    Bachelor Thesis .pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 12240

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT81aee458f5eb414baf996d2e7ba9dd34/
URN
urn:pw-repo:WUT81aee458f5eb414baf996d2e7ba9dd34

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page