BOQUILLA BAZALDUA

7/23/2019 BOQUILLA BAZALDUA

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Introduccin.

Durante las ltimas dcadas, la creciente empresa del llenado de lquidosenvasados ha hecho parte crucial de ellos el automatizar el proceso de produccinpara optimizar los tiempos y agilizar la salida al mercado de distintos tipos deproductos de uso diario que van desde los detergentes hasta las bebidasenvasadas.

Uno de los principales retos que enfrentan cada una de las empresas quepresentan productos embotellados es realizar grandes producciones en masa enel menor tiempo posible, y nada de esto hubiera sido posible si en la ltimadcada la automatizacin de procesos no hubiera intervenido en cada peculiarcaso de necesidad de una produccin eficaz y sobre todo con altos estndares decalidad.

Dentro de la gran mayora de empresas que ofrecen productos lquidos a susconsumidores, se han implementado mquinas de llenado automtico con el fin de

alcanzar un ptimo desempe!o en cada uno de los procesos que llevan a millonesde personas productos de consumo diario, estos llegan al pblico de maneratangible en el punto de venta del producto o en las mquinas dispensadoras deproducto donde el usuario puede depositar su dinero a cambio del consumibledeseado sin tener contacto con el proveedor o vendedor del mismo, tal es el casocomo los productos cosmticos.

"a mayor parte de la produccin de estos requiere los me#ores instrumentos detraba#o para la realizacin de cada uno de ellos, por mencionar los ms comuneslos tratamientos y tintes para el cabello. $stos ltimos requieren alta calidad en sumanufactura debida que al estar en contacto directamente con el usuario y ser deuso personal, corren el riesgo de provocar un da!o a la salud si no son realizadoscon una revisin e%haustiva de los lotes de produccin. $sto ha llevado a grandestransnacionales que dedican sus servicios al dise!o y manufactura de equiposespeciales para estas tareas a seguir los mas estrictos estndares internacionalespor los cuales cualquier persona puede estar segura que est adquiriendo unproducto certificado de la me#or calidad.

"a con#uncin de estos beneficios en el mundo del llenado de lquidos y la correctaaplicacin del proceso especfico del llenado de tintes de cabello ha llevado a esteequipo a focalizar los estudios en la realizacin de una de las ms importantes

piezas de funcionamiento de las maquinas& la boquilla.De diferentes tama!os y funciones, como se mencionar en la literaturarepresenta la parte final del proceso de llenado 'no sin ser despreciado( debido aque por este llevar al envase el lquido deseado dentro de una maquinadispensadora mediante la cual el usuario pueda adquirir su producto de manerarpida y sencilla seleccionando la opcin de su agrado con la seguridad dellevarse un producto higinico de calidad.


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Abstract.

)n this thesis, it has designed a ne* type of nozzle to be part of a ne* fluiddispensing machine, *hich *ill perform the role of choice and pac+aging of hairdye. he activity is carried an effective fluid fill fearlessly e%tra liquid spill.-ontinuously the user can select the type of dye to your li+ing to be filled in astandardized through a fast, effective and sanitized pac+aging process.


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CAPITULO 1.- EL PROBLEMA

1.1 El planteaiento del problea.

$l mane#o de fluidos viscosos en sistemas de embotelladlo genera problemas porlas propiedades mismas de los fluidos a mane#ar, en el estudio presentado se

tratara el problema de las boquillas y vlvulas de llenado de per%ido para tintesde cabello.

"a alta viscosidad de los fluidos nos presenta diferentes problemticas en elmomento del embotellado, problemticas que abarcan desde sistemas de bombeohasta el correcto llenado del envase. "a principal problemtica que se presenta esdebido a la viscosidad relativa del fluido, al mane#ar fluidos altamente viscosos suadherencia a las superficies aumenta, esto repercute en prdidas de carga en elsistema de bombeo y residuos a la e%pulsin del envasado. $stos residuos asimple vista pueden pasar como perdidas peque!as del producto, pero al llevarlo auna escala de produccin alta generan importantes prdidas monetarias, as

mismo generan un proceso menos eficiente en muchos casos, refirindonos aprocesos sucios que representan un problema para la embotelladora.

1.! "orulacin del Problea.

$l producto tiene un proceso de adherido por el cual se requiere una boquillaespecial y tiene soluciones interdisciplinarias pero finalmente un buen dise!o deboquilla de llenado es la solucin ms viable para solucionarlo pues representamenor comple#idad a la automatizacin del sistema.

$n este caso especfico se mane#ara per%ido, este fluido genera unaproblemtica ms que su alta viscosidad, este problema se presenta en diferentesfluidos y es la reaccin del mismo al verse e%puesto a el medio ambiente, elper%ido al verse e%puesto a condiciones ambientales tiende a endurecerse, estogenera obstrucciones en la lnea de suministro, en el menor de los casos nosgenerara perdidas de carga en el sistema de bombeo, en el peor una totalobstruccin del sistema, esto del lado tcnico, en lo que respecta a la parte decalidad del producto la mira del dise!o general de la maquina en la que seempleara la boquilla es suministrar eficientemente el qumico directamente alconsumidor y no es aceptable la entrega de un producto endurecido. inalmentese dise!ara un tipo de boquilla para me#orar el proceso de llenado.


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1.# Ob$eti%os.

/b#etivo general

Dise!ar una boquilla que permita el ptimo flu#o de un fluido de elevadaviscosidad, para el llenado de per%ido de tinte de cabello.

/b#etivos especficos

Dise!ar un sistema de cierre adecuado para evitar la solidificacin del fluido

que no presente fugas y que haga ms eficiente el proceso de llenado deper%ido.

-rear una geometra adecuada para permitir un flu#o adecuado atreves de

la boquilla y disminuir perdidas de carga por turbulencia.

0plicar un material ms adecuado de acuerdo a condiciones de traba#o de

la boquilla.

0plicar los procesos de manufactura adecuados para obtener las

caractersticas del producto requeridas.

1ealizar y entregar planos de dise!o detallado para la manufactura y como

dato de la maquinaria.

1.& 'usti(icacin.

$%iste en el mercado diferentes arreglos de boquilla que solucionan el problemadel llenado de materiales de alta viscosidad utilizadas en el llenado de mieles,cremas y dems productos viscosos, pero el embotellado de esta no toma encuenta tiempos largos de espera de llenado entre producto y producto y por endela posible solidificacin.

"as caractersticas del fluido a dispensar y de la aplicacin especfica generan

necesidades como en el dise!o de la boquilla dosificadora, seleccin demateriales a emplear, anlisis del sistema de cerrado, proceso de manufactura yclculos de resistencia de boquilla.

$l estudio y dise!o se realizara de acuerdo a las necesidades del cliente querequiere la boquilla para la mquina. 2or lo cual, se realizara el dise!o por mediodel conocimiento adquirido en la carrera de )ngeniera 3ecnica.


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1.) Alcance.

0l final de la realizacin de este proyecto se pretende dise!ar una boquilla quepermita el ptimo flu#o de un fluido de elevada viscosidad, para el llenado deper%ido de tinte de cabello. Dise!ando un sistema de cierre adecuado para evitarla solidificacin del fluido.

2ara la realizacin de la boquilla dosificadora de per%ido, el instituto no cuentacon maquinaria y herramienta para llevar a cabo la manufactura de la misma.-abe mencionar que esta boquilla necesita tener un acabado preciso por lo cuales necesario un proceso de manufactura por medio de un centro de maquinado. $lproceso se realizar en las instalaciones del -entro de $studios -ientficos yecnolgicos 4o. 56 7-arlos 8alle#o 3rquez9.

"a segunda limitante importante es la seleccin de materiales, pues e%iste granvariedad de materiales aplicables, pero muchos de ellos se venden en grandesvolmenes y lo necesario para el proyecto es una cantidad peque!a, si se

realizara en volmenes de produccin grandes esta limitante se solucionara, paraeste caso decidimos utilizar materiales ms comunes y de fcil manufactura, sinembargo si se realiza el producto se contemplara la posibilidad del cambio dematerial.


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CAPITULO !.- MARCO TE*RICO

!.1 Antecedentes del pro+ecto.

$l control de llenado de envases antiguamente estaba su#eto a grandes cambios,hasta la dcada de 5:;: se utilizaban llenadoras por grifo, denominados as por elgrifo que era girado por topes y liberaba sucesivamente el aire inicialmentepresente en el envase y luego el lquido y el gas de retorno. -on el desarrollo de latecnologa se desarrollaron vlvulas que permitan accionamiento desde afueranicamente por una vlvula en la zona de gas por encima del nivel del productolquido. -on ello el producto no entraba en contacto con partes e%ternas pero sipodra entrar en contacto con muelle y otros dispositivos mecnicos internos, locual implica una posible fuente de contaminacin.

Un gran avance en el control y la diminucin de esta posible contaminacin fue la

sustitucin de vlvulas accionadas mecnicamente de forma e%terna por otrasvlvulas de tipo membrana accionadas neumticamente, las cuales permita queel gas de contrapresin fuera dirigido solamente a travs de la membrana delsello.

0lgunos tipos de llenadoras cuentan con una salida de producto liquido provistacon un inserto de rotacin de una forma cnica muy particular, el cual debido a suforma influye causando que el producto sea dirigido a travs de la pared y de allhacia aba#o, generalmente otra manera de controlar este efecto es mediante lacolocacin de una goma tipo paraguas 'o sprite( en la parte e%terna del tubo deretorno de gas< en el caso de llenadoras de tubo corto< lo cual genera que el

producto se diri#a por la parte e%terna del tubo se desve sin turbulencia hacia lasparedes del envase.

!.! Bases Tericas.

Principio de Bernoulli

$l principio de =ernoulli, tambin denominado ecuacin de =ernoulli o trinomio de=ernoulli, describe el comportamiento de un fluido movindose a lo largo deuna corriente de agua. ue e%puesto por Daniel =ernoulli en suobra Hidrodinmica'5>?@( y e%presa que en un fluido ideal'sin viscosidad ni rozamiento( en rgimen de circulacin por un conducto cerrado,

la energa que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.

"a energa de un fluido en cualquier momento consta de tres componentesA

-inticaA es la energa debida a la velocidad que posea el fluido.

2otencialo gravitacionalA es la energa debido a la altitud que un fluido

posea.
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica


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$nerga de presinA es la energa que un fluido contiene debido a la presin

que posee.

"a siguiente ecuacin conocida como Becuacin de =ernoulliB 'trinomio de

=ernoulli( consta de estos mismos trminos.

DndeA

C velocidaddel fluido en la seccin considerada.

C densidaddel fluido.

C presina lo largo de la lnea de corriente.

C aceleracin gravitatoria

C altura en la direccin de la gravedaddesde una cotade referencia.

2ara aplicar la ecuacin se deben realizar los siguientes supuestosA

8iscosidad'friccin interna( C 6 $s decir, se considera que la lnea de

corriente sobre la cual se aplica se encuentra en una zona no viscosa del

fluido.

-audalconstante

lu#o incompresible, dondees constante.

"a ecuacin se aplica a lo largo de una lnea de corrienteo en un flu#o

laminar.

Flujo laminar y flujo turbulento

-uando entre dos partculas en movimiento e%iste gradiente de velocidad, o seaque una se mueve ms rpido que la otra, se desarrollan fuerzas de friccin queactan tangencialmente a las mismas.

"as fuerzas de friccin tratan de introducir rotacin entre las partculas enmovimiento, pero simultneamente la viscosidad trata de impedir la rotacin.Dependiendo del valor relativo de estas fuerzas se pueden producir diferentesestados de flu#o.
https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidad_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_la_gravedadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Cotahttps://es.wikipedia.org/wiki/Cotahttps://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_(fluido)https://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_corrientehttps://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_laminarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_laminarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidad_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_la_gravedadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Cotahttps://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_(fluido)https://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_corrientehttps://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_laminarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_laminar


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-uando el gradiente de velocidad es ba#o, la fuerza de inercia es mayor que la defriccin, las partculas se desplazan pero no rotan, o lo hacen pero con muy pocaenerga, el resultado final es un movimiento en el cual las partculas siguentrayectorias definidas, y todas las partculas que pasan por un punto en el campodel flu#o siguen la misma trayectoria. $ste tipo de flu#o fue identificado por /.

1eynolds y se denomina 7laminar9, queriendo significar con ello que las partculasse desplazan en forma de capas o lminas.

0l aumentar el gradiente de velocidad se incrementa la friccin entre partculasvecinas al fluido, y estas adquieren una energa de rotacin apreciable, laviscosidad pierde su efecto, y debido a la rotacin las partculas cambian detrayectoria. 0l pasar de unas trayectorias a otras, las partculas chocan entre s ycambian de rumbo en forma errtica. Este tipo de flu#o se denomina BturbulentoB.

$l flu#o BturbulentoB se caracteriza porqueA

"as partculas del fluido no se mueven siguiendo trayectorias definidas.

"a accin de la viscosidad es despreciable.

"as partculas del fluido poseen energa de rotacin apreciable, y semueven en forma errtica chocando unas con otras.

0l entrar las partculas de fluido a capas de diferente velocidad, sumomento lineal aumenta o disminuye, y el de las partculas vecina lahacen en forma contraria.

-uando las fuerzas de inercia del fluido en movimiento son muy ba#as, laviscosidad es la fuerza dominante y el flu#o es laminar. -uando predominan lasfuerzas de inercia el flu#o es turbulento. /sborne 1eynolds estableci una relacinque permite establecer el tipo de flu#o que posee un determinado problema. 2aranmeros de 1eynolds ba#os el flu#o es laminar, y para valores altos el flu#o esturbulento. /. 1eynolds, mediante un aparato sencillo fue el primero endemostrar e%perimentalmente la e%istencia de estos dos tipos de flu#o.

3ediante colorantes agregados al agua en movimiento demostr que en el flu#olaminar las partculas de agua y colorante se mueven siguiendo trayectoriasdefinidas sin mezclarse, en cambio en el flu#o turbulento las partculas de tinta se

mezclan rpidamente con el agua.

$%perimentalmente se ha encontrado que en tubos de seccin circular cuando elnmero de 1eynolds pasa de FG66 se inicia la turbulencia en la zona central deltubo, sin embargo este lmite es muy variable y depende de las condiciones dequietud del con#unto. 2ara nmeros de 1eynolds mayores de G666 el flu#o esturbulento. 0l descender la velocidad se encuentra que para nmeros de


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1eynolds menores de F566 el flu#o es siempre laminar, y cualquier turbulencia esque se produzca es eliminada por la accin de la viscosidad.

$l paso de flu#o laminar a turbulento es un fenmeno gradual, inicialmente seproduce turbulencia en la zona central del tubo donde la velocidad es mayor, pero

queda una corona de flu#o laminar entre las paredes del tubo y el ncleo centralturbulento.

0l aumentar la velocidad media, el espesor de la corona laminar disminuyegradualmente hasta desaparecer totalmente. $sta ltima condicin se consiguea altas velocidades cuando se obtiene turbulencia total en el flu#o. 2ara flu#o entreplacas paralelas, si se toma como dimensin caracterstica el espaciamiento destas, el nmero de 1eynolds m%imo que garantiza flu#o laminar es 5666. 2aracanales rectangulares anchos con dimensin caracterstica la profundidad, estelmite es de ;66 y para esferas con el dimetro como dimensin caracterstica ellmite es la unidad.

Boquillas

He llama boquillas a todos los tubos adicionales de peque!a longitud constituidospor piezas tubulares adaptadas a los orificios. He emplean para dirigir el chorrolquido. Hu longitud debe estar comprendida entre vez y media '5,;( y tres '?,6(veces su dimetro. De un modo general, y para longitudes mayores, se consideranlongitudes de 5,; a ?,6 D boquillas& ?,6 a ;66 D tubos muy cortos& ;66 a G666 D'apro%imadamente( tuberas cortas& arriba de G666 D tuberas largas.

$l estudio de orificios en pared gruesa se hace del mismo modo que el estudio delas boquillas. "as boquillas pueden ser entrantes o salientes y se clasifican encilndricas, convergentes y divergentes. 0 las boquillas convergentes suelellamrseles toberas.

Clasificacin de las boquillas

=oquillas o tubos adicionales. -ilndricos. interiores 'entrantes(. $%teriores. -nicos. -onvergentes. Divergentes.

Boquillas cilndricas


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He denominan tambinA boquilla patrnA boquilla cuya longitud iguala F,; veces sudimetro y boquilla de =ordaA boquilla interior de longitud patrn. "a contraccin dela vena ocurre en el interior de boquillas cilndricas.

$n las boquillas


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igura F.F =oquilla cilndrica e%terior.

Boquillas cnicas

-on las boquillas cnicas se aumenta el caudal. $%perimentalmente se verifica

que en las boquillas convergentes la descarga es m%ima, las boquillasdivergentes con la peque!a seccin inicial convergente, conforme muestra laigura, se denominan 8enturi, por haber sido estudiados por este investigadoritaliano.

"as e%periencias de 8enturi demuestran que un ngulo de divergencia de ;I,combinado con la longitud del tubo igual a cerca de nueve veces el dimetro de laseccin estrangulada, permite los ms altos coeficientes de descarga 'igura 5.?(.

igura F.? =oquilla cnica.

Boquilla divergente

$l estudio de la prolongacin divergente es una consecuencia inmediata de lo

e%puesto en el prrafo precedente y al tratar la prolongacin cilndrica.

-onsiderar una boquilla aplicada a la pared de un recipiente, y constituida por unaconvergencia corta 'para guiar la contraccin de la vena a la entrada( seguida deuna divergencia de ngulo bastante peque!o, para que los peque!os tubos decorriente no se separen y de manera tal que no se presente una zona muerta en laque ocurren las turbulencias. Hi adems, el tubo est bien pulido, las prdidas sonmuy peque!as la velocidad de salida es muy cercana a la terica y el gasto seapro%ima bastante 'igura 5.G(.

igura F.G =oquilla divergente.


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Boquilla convergente

"a pura convergencia de los peque!os tubos de corriente no implica, de ningunamanera, prdidas apreciables& pero si la boquilla tiene aristas de entrada vivas, lavena liquida e%perimenta una contraccin inicial hasta adquirir la seccin.

2osteriormente se e%pande hasta llenar la seccin de la boquilla& finalmente,despus de haber pasado la seccin de salida, contina contrayndose hastaadquirir la seccin ultima.

igura F.; =oquilla convergente.

Boquillas y terminales

$n la prctica, las boquillas son construidas para varias finalidadesA contraincendios, operaciones de limpieza, servicios de construccin, aplicacionesagrcolas, tratamiento de agua, mquinas hidrulicasJ, etc. -uatro tipos son los

usuales 'igura 5.K(.

igura F.K ipos usuales de boquillas.


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a( =oquilla cnica simple.

b( =oquilla cnica con e%tremidad cilndrica.

c( =oquilla conve%a.

d( =oquilla tipo 1ouse.

$l coeficiente de descarga '-d(, generalmente est comprendido entre 6,:; y 6,:@."as boquillas de incendio, normalmente tienen de dimetro de salida 5 a 5 5LFpulgada.

Boquillas convencionales para pulverizacin hidrulica

"as boquillas son los elementos encargados de la formacin de gotas. $l dise!ode las mismas modifica substancialmente las gotas producidas, tanto en cuanto asu dimetro como en la forma del chorro que se proyecta.

!.# ,e(inicin de trinos.

Aderencia

1esistencia tangencial que se produce en la superficie de contacto de dos cuerposcuando se intenta que uno deslice sobre otro.

Bo/uilla

He llama boquillas a todos los tubos adicionales de peque!a longitud constituidospor piezas tubulares adaptadas a los orificios. He emplean para dirigir el chorrolquido. Hu longitud debe estar comprendida entre vez y media '5,;( y tres '?,6(veces su dimetro.

Ebotellado

)ntroduccin de un lquido en una botella.

Mediacin de la %iscosidad2ara la medicin de la viscosidad pueden emplearse dos tipos de aparatosA

8iscosmetro de tubo capilarA determina el tiempo requerido para que un

volumen dado de un lquido escurra, a travs de un capilar. $ste sedenomina viscosmetro de /st*ald o de Ubbelohde.


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8iscosmetro rotatorioA mide las fuerzas de cizallamiento 'fuerza tangencial

por unidad de superficie( en el seno de un lquido situado entre dos cilindroscoa%iales de radios 1a y 1= , uno de los cuales se mueve por un motor,mientras que el otro se desliza debido a la rotacin del primero. $ste sedenomina viscosmetro de =roo+field, de rotovisco o de Htormer.

Prdidas de car0a

"a prdida de carga en una tubera o canal, es la prdida de presin enun fluido debido a la friccin de las partculas del fluido entre s y contra lasparedes de la tubera que las conduce.

"as prdidas pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, oaccidentales o localizadas, debido a circunstancias particulares, como unestrechamiento, un cambio de direccin o la presencia de una vlvula, entre otras.

Perido. -on#unto de compuestos qumicos inorgnicos que contienen este ani,el per%ido de hidrgeno 'MF/F( es el agua o%igenada.

23l%ula

Dispositivo que abre o cierra el paso de un fluido por un conducto en una mquinao en un instrumento.

2iscosidad

"a viscosidad e%presa la facilidad que tiene un fluido para fluir cuando se le aplicauna fuerza e%terna.

2iscosidad relati%a

$n lugar de e%presar los resultados en trminos de viscosidad absoluta, muchosmtodos de determinacin permiten medir la viscosidad relativa, es decir laviscosidad de un lquido comparada con la de otro lquido de viscosidad conocida.

!.& 4iptesis.

-omo enunciado principal se dice lo siguienteA

7$l proceso de llenado se realizar por medio de una boquilla sin el derramamientode lquido lo cual causar solidificacin del per%ido9


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-on base en los fundamentos tericos y el e%haustivo dise!o de la boquilla selograr envasar correctamente el per%ido en el envase previamente obtenido dela mquina de dispensacin, mediante un anlisis se plantear una propuesta desolucin vlida.

!.) 2ariables a considerar.

Dentro de los aspectos fundamentales a considerar se podra tomar en primertrmino el correcto clculo del fluido viscoso para poder evitar que este resbalems all de lo permitido dentro del sistema hidrulico y realice un llenado e%cesivoo carente de material con el cual en primera parte, dosificara una dosis incorrectapara el correcto tratamiento correctivo del cabello, lo cual llevara la insatisfaccindel cliente. -omo segundo ob#etivo fundamental del dise!o es realizar elcomplemento sncrono entre la boquilla y la maquina en general logrando unaproduccin certera. 0s mismo identificar cada una de las materias primas 'en estecaso los tres tipos de per%ido a dosificar( ubicando una medida neutra de ladensidad relativa lo cual nos llevara a no cambiar la seleccin del material debidoa que se mane#e un margen demasiado amplio de densidades. 2or ltimo realizarlos clculos necesarios que complementen a la boquilla como el caudal del

material, los datos de fbrica de las bombas y las prdidas que pudiera mane#ar elsistema completo.


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CAPITULO #.- METO,OLO5IA

#.1 6i%el de in%esti0acin.He decidi utilizar la metodologa cuantitativa de Mernndez Hampieri comonuestra referencia prioritaria, y se tomaran partes de las metodologasmencionadas en este documento, ya que todas incluyndola tienen seis puntos encomn, pero esta fue ms concreta& el combinar las metodologas la forma detraba#o es la siguiente. 3etodologa para el proyecto del dise!o de las boquillas.

5( )dea

a. 2resentar el ttulo completo del estudio.

F( 2lanteamiento del problema

a. Delimitacin del tema.

?( 1evisin de la literatura y desarrollo del marco terico.

G( Definicin de las variables.

;( Desarrollo del dise!o de investigacin

a. )nvestigacin de campo.b. -onocimiento e%plicativo.c. 3todo inductivo deductivo.

K( Definicin y seleccin de la muestra

>( 1ecoleccin de datos


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@( 0nlisis de datos

:( $laboracin de un reporte de resultados

a. 2reparacin del informe.

b. Hugerencias.c. 2resentacin de los ane%os.

#.! ,ise7o docuental.

He decidi llevar a cabo este tipo de investigacin debido al recelo de las distintosinvestigadores en esta rea 'principalmente algunos traba#adores de las ms grandesindustrias cosmticas del mundo( los cuales guardan como secreto industrial el mtodo dellenado de sus productos debido a que eso caracterizara su marca o en el dado caso deser alterado provocara algn tipo de problema de carcter #udicial por violacin depatentes yLo usurpacin de datos. Una vez adoptado el tipo de dise!o documental sepodr definir el uso nicamente de informacin tcnica correspondiente a distintos tiposde productos y procesos los cuales puedan apoyar este proyecto de investigacinprincipalmente para discernir entre si se est creando un proyecto de innovacin onicamente un redise!o con el cual se pudiera aplicar la informacin actual del mercadorelacionndose perfectamente con los aspectos que en el primer mbito conciernenespecficamente a que se realizar una boquilla especfica para una maquina la cual anno se encuentra en el mercado, lo cual representara el propsito de introducir un nuevoproducto propuesto.

#.# Poblacin + uestra.

Una vez definidas las variables a estudiar tenemos que establecer cul ser lapoblacin a investigar. $n algunos casos se traba#a con toda una poblacin que esel con#unto formado por todos los elementos a estudiar, el cual puede llamarsecon#unto completo./tras veces no es posible traba#ar con toda la poblacin, motivo por el cual se

delimitar el margen de muestreo nicamente a las boquillas que se dediquenespecficamente al llenado de lquido de mquinas envasadoras o de algunandole similar a la que el producto ofrecer ya que se podr establecer un margenbsico en el cual nicamente se focalizar en conocer lo que se ofreceactualmente en cuanto a boquillas y el uso que podrn desarrollar como conceptoinnovador.

#.& Tcnicas e instruentos de recoleccin de datos.


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Debido al punto anteriormente mencionado nicamente se puede acceder a informacintcnica detallada sobre algunos productos y procesos relacionados con este traba#o y,alguna bibliografa referente al tema.

#.) Tcnicas de procesaiento + an3lisis de datos.

-on respecto a que en este mbito e%iste el procedimiento de realizar cuestionarios yentrevistas, se debe tener en cuenta que no es necesario en esta investigacin el recabardatos ya que nicamente se cuenta con archivos bibliogrficos.

CAPITULO &.- 8OLUCI*6 PROPUE8TA.

&.1 89ntesis.

Dentro de lo previamente descrito, se cuenta con suficiente informacin con el finde razonar cada uno de los temas considerados con el fin de realizar un traba#ocompleto del dise!o de la boquilla, de tal manera que pudiese llevarse a cabo de

manera razonable cada uno de los procesos requeridos dentro de los primeroscaptulos. Una vez dicho esto la solucin que se presentar a continuacin es deacuerdo a las necesidades del cliente y la propuesta que se le dar para darleseguimiento a la satisfaccin de la primera con el fin de logar un dise!o ptimo ycertero.

&.! ,ise7o conceptual.

-omo primer aporte por parte de la propuesta de solucin y en base a lossiguientes clculos y datos proporcionados por el cliente 'desde el punto de vistacliente 'gLcm? (

2unto de fusin 6N(

atos de la maquina!

Propiedad 2alor 2resin F;6 O2a-audal 56.; ltLmin

Dimetro de salida 5: mm


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D1

D2

H

$l promedio de dosificacin para la marca "Poreal es de 5>; ml de per%ido. Hi el proceso de llenado se estima en un tiempo de G; s.

-on lo anterior podemos obtener queA

5>; mlC 5>; cm?

Q=175cm

3

45 s =3.889

cm3

s

Hi es conectado a un dimetro de 5: mm y las salidas tentativas de la boquillaserian 5? mm y K mm. 4osotros tendramosA

Q=V1A

1=V

2A

2

V1=Q

A1=

4(3.889 cm2

s)(1.92)

=1.371cm

s

V2=Q

A2

=

{V

213=

4 (3.889cm2

s)(1.32 )

=2.929cm

s

V26=

4 (3.889cm

2

s)(0.62 )

=13.75cm

s

,ato 2alor

,1 5: mm

,!5? mm

K mm

4 5.;


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Hin considerar las prdidas de carga por friccin, tenemos queAP1

+Z

1+V1

2

2g=P2

+Z

2+V2

2

2 g

Habemos que 25 CF;6 O2a, por lo tanto 2F esA

P2=(P1 + Z+V1

2V2

2

2g )omaremos la densidad relativa del per%ido al ':6N(A

=rH20=1.4(1000Kgm3 )=1400Kg

m3

"a altura 'M( es igual al tama!o de la boquilla, que debe estar entre un intervalo de5.; a ? veces el valor del dimetro de entrada de la boquilla, por este motivo y conla intencin de desperdiciar lo menor posible el per%ido, se tom la decisin deque el valor nicamente fuera el 5.; veces el dimetro. De esta manera la alturaMCF.@; cm.

P2=

{

1400Kg

m3 (250KPa1400 Kg

m3

+0.0285m+

0.001371m

s0.002929

m

s

2(9.81mS2 ) )1400

Kg

m3 (250KPa1400Kg

m3

+0.0285m+

0.001371m

s0.01375

m

s

2(9.81mS2 ) )213=250039.899Pa

PP26= 250039.866Pa

P2=


21/21

"as fuerzas e#ercidas sobre la boquilla sonA

F1=P

1A

1sin 90=250KPa( 4 ( .019 )2)sin 90=70.882N

F2=P

2A

2 sin270=250039.899Pa(4

( .013 )2)sin270=33.188N

Fy=Q (V2yV1y )=1400Kg

m3(0.000003889m

3

s)[0.002929ms 0.001371ms]Fy=8.48210

6

Que es un valor despreciable, y tenemos que la fuerza resultante sobre la boquillaes igual aA

Fy=F1+F2+FR

FR=FyF1F2=70.882+33.188=37.694N

)RU10 G.5 D)H$S/ 21$")3)401 D$ =/QU)""0.

BOQUILLA BAZALDUA

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