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Simulación numérica en embalajes térnicos con PCM

Resumen

El Laboratorio APEL SRL. brinda un servicio de transporte de productos sin perder la cadena de frío, con embalajes térmicos cuyas paredes contienen Materiales de Cambio de Fase (PCM).
Para ellos, es de vital importancia poder predecir el desempeño térmico de los embalajes, en función de la geometría, del producto que transportan en su interior, de la cantidad de PCM y de las condiciones exteriores a la que esta sometido, para optimizar el servicio con la certeza de no perder la cadena de frío, logrando así minimizar costos de ensayos y sobredimensionamiento.

Se desarrolló un modelo matemático del sistema, teniendo en cuenta diferentes parámetros, tanto geométricas y de propiedades de los materiales que participan, así como también del ambiente que rodea el embalaje. El modelo implica una solución transitoria, para todas las direcciones del sistema, discretizando el tiempo y el espacio en una dimensión. Se implementó una solución computacional al sistema en Octave permitiendo ver la evolución de las temperaturas de todos los puntos y la cantidad de PCM fundido para cada instante, así como una interfaz gráfica en java.

Como resultado del proyecto se obtuvo una herramienta computacional que permite evaluar el desempeño de nuevas geometrías, nuevos materiales de cambio de fase o el efecto de diferentes configuraciones de productos en el interior, en pocos minutos y sin la necesidad de crear un prototipo real. Es necesario, para mejorar resultados obtenidos y concluir con la validación del software, determinar con mayor precisión las propiedades térmicas de los PCM. El proceso de optimización de los parámetros de ajustes mostró que la determinación de las resistencias de contacto es clave para la simulación.

Estado: Finalizado

Responsable:

  • Dr. Ing. Pedro Galione

Integrantes del equipo:

  • Ing. Christian Díaz
  • Dr. Ing. Pedro Curto