Simulación numérica (CFD) de un túnel de enfriamiento rápido por aire forzado para analizar el flujo de aire según la ventilación del envase de cartón y el orden de apilamiento en el enfriado de la uva

Abstract

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo analizar el efecto que genera en el enfriamiento de uva, la ventilación de los envases de cartón y la disposición en la que estos se coloquen en los pallets dentro de un túnel de enfriamiento por aire forzado; para lo cual se realizó una simulación numérica (CFD) que muestra el comportamiento del flujo de aire dentro del túnel y a través de dos envases de cartón utilizados por la empresa Corporación Agrolatina S.A.C en las campañas de uva 2022 y 2023.

El diseño de las cajas, pallets y túnel californiano se realizó en el software SolidWorks, luego se continuo con el ensamblaje de estas piezas y finalmente se utilizó el complemento Flow Simulation para el análisis del fluido en estudio (aire).

El pallet en estudio está conformado por 19 filas de 5 cajas cada una, es decir 95 cajas en total. En el túnel ingresan 20 pallets divididos en dos grupos de 10, lo cual genera una excesiva carga computacional. Para poder realizar este estudio sin uso de computadoras especiales, se necesitó restringir la cantidad de cajas y solo utilizar las tres filas superiores y considerar como un sólido las demás filas del pallet.

Para el análisis y discusión de resultados se tomó como elemento de estudio el pallet central del lado izquierdo en todas las simulaciones, lo cual brindó un punto de comparación aproximadamente bajo condiciones estándar.

Finalmente, se puede concluir, que la disposición D2B5 para ambas cajas, es la mejor opción de apilamiento, y se logra mejores resultados al combinarlo con la caja de la campaña 21-22.

The present research aims to analyze the effect that the ventilation of cardboard containers and their arrangement on pallets inside a forced air-cooling tunnel have on grape cooling. A numerical simulation (CFD) was conducted to demonstrate the airflow behavior within the tunnel and through two cardboard containers used by the company Corporación Agrolatina S.A.C in the grape campaigns of 2022 and 2023.

The design of the boxes, pallets, and Californian tunnel was carried out using SolidWorks software. Subsequently, the assembly of these components was completed, and the Flow Simulation plugin was employed for the fluid analysis (air).

The pallet under investigation consists of 19 rows of 5 boxes each, totaling 95 boxes. In the tunnel, 20 pallets enter, divided into two groups of 10, resulting in a significant computational load. To conduct this study without the need for specialized computers, it was necessary to restrict the number of boxes and only use the top three rows, considering the remaining rows of the pallet as a solid.

For the analysis and discussion of results, the central pallet on the left side was chosen as the study element in all simulations, providing a point of comparison under approximately standard conditions.

In conclusion, it can be stated that the D2B5 arrangement for both boxes is the optimal stacking option, and better results are achieved when combined with the box from the 21-22 campaign.