Symulacja CFD wymiany ciepła (przewodzenie, konwekcja, promieniowanie) w hucie szkła
Strona główna/Przemysł/Nasze projekty/Huta szkła — Hauts-de-France
Projekt · Przemysł

Analiza CFD huty szkła w regionie Hauts-de-France.

EOLIOS dobrał otwory wentylacji naturalnej i mechaniczne instalacje rozdziału powietrza oraz zoptymalizował ogólne przepływy powietrza w procesach huty szkła w regionie Hauts-de-France dzięki symulacji CFD.

Projekt
Huta szkła — Hauts-de-France
Rok
2021
Klient
NIPRO
Lokalizacja
Hauts-de-France
Typologia
Huta szkła
Omów projekt

Opis zlecenia CFD

Zjawiska cieplno-powietrzne w hutach szkła są bardzo szczególne, ponieważ wynikają z zjawisk oddziałujących na siebie. W tym kontekście EOLIOS Ingénierie dobrał symulacją CFD wentylację naturalną huty szkła położonej w regionie Hauts-de-France. Audyt istniejącego obiektu pozwoliło dostroić proces wytwarzania elementów szklanych. Poszczególne etapy wytwarzania — piec, zasilacz, kropla, ciągnienie, wypalanie wtórne… — udało się zamodelować, aby uzyskać realistyczny rozkład ciepła w hali produkcyjnej. Poszczególne instalacje wentylacji, wyciągu dymów i palniki gazowe zostały ujęte tak, aby dokładnie odwzorować zjawiska cieplno-powietrzne całego zakładu.

Dokładne zamodelowanie procesów i instalacji, a następnie symulacja numeryczna CFD zakładu i jego bliskiego otoczenia (pozostałe budynki obiektu) pozwoliły uzyskać dokładne odwzorowania kilku analizowanych zmiennych (prędkość powietrza, temperatura, poziom zanieczyszczenia, ciśnienie…) w zakładzie.

Symulacja CFD zakładu o procesach bardzo wysokotemperaturowych — analiza komfortu cieplnego operatorów
Symulacja CFD wymiany ciepła (przewodzenie, konwekcja, promieniowanie) występującej w hucie szkła

Komfort termiczny operatorów w przemyśle jest czynnikiem ważnym dla ich bezpieczeństwa i wydajności. Operatorzy muszą móc pracować w warunkach komfortowych, aby zapewnić optymalną wydajność i bezpieczeństwo.

Modelowanie produkcji szkła

Jak wytwarza się szklane rurki medyczne?

Do wytwarzania rurek szklanych stosuje się zwykle proces zwany wytwarzaniem przez wydmuchiwanie. Piec podgrzewa kawałki szkła do bardzo wysokich temperatur; gdy szkło jest dostatecznie gorące, wydmuchuje się je za pomocą piszczeli — szklanej rurki pozwalającej nadać mu pożądany kształt. Szkło jest następnie chłodzone i umieszczane w formie, gdzie stygnie i twardnieje. Po wytworzeniu rurka jest polerowana i fazowana, aby uzyskać ostateczny kształt i wykończenie.

Jaki wpływ ma produkcja szkła na temperaturę w zakładzie?

Produkcja szkła może mieć znaczący wpływ na temperaturę w zakładzie. Piece używane do podgrzewania szkła osiągają bardzo wysokich temperatur, co powoduje ogólny wzrost temperatury w pomieszczeniu. Proces wydmuchiwania również się do tego przyczynia, ponieważ temperatury piszczeli muszą być dostatecznie wysokie. Na koniec chłodzenie szkła także wpływa na warunki cieplne w hali.

Symulacja CFD wymiany ciepła w hucie szkła — analiza przepływowa
Symulacja CFD wymiany ciepła (przewodzenie, konwekcja, promieniowanie) występującej w hucie szkła

Dlaczego jakość powietrza w hucie szkła może być pogorszona?

Jakość powietrza w hucie szkła może być pogorszona z powodu emisji z pieców oraz procesów wydmuchiwania. Emisje z pieców mogą zawierać związki chemiczne i cząstki szkodliwe dla zdrowia ludzi i dla środowiska; procesy wydmuchiwania mogą ponadto zwiększać emisję pyłów i dymów. Ważne jest zatem utrzymanie odpowiedniego poziomu jakości powietrza wewnątrz zakładu, aby ograniczyć ryzyko zdrowotne i środowiskowe.

Dobór wentylacji naturalnej symulacją CFD

Uwzględnienie zjawisk radiacyjnych, niezbędne w tego rodzaju projekcie, pozwoliło poznać poziom komfortu operatorów. Analizy prowadzono z ujęciem rzeczywistego wiatru dominującego na obiekcie (wpływ ukształtowania terenu) oraz według różnych scenariuszy meteorologicznych (zima, lato…).

Dobór aeratorów statycznych na dachu zamodelowanych z dokładnością pozwolił uzyskać ich realistyczny wydatek w zależności od wiatru, układu zakładu i powiązanych wydatków powietrza wlotowego. Symulacje CFD wykonywane przez inżynierów EOLIOS wynikają z wielu lat badań i doświadczenia, pozwalających dostroić modele do rzeczywistej pracy zakładów. Analizy dostarczyły klientowi wysokiego poziomu wiedzy oraz narzędzia wspomagającego decyzje, które pozwoliło dokonać rozstrzygnięć inwestycyjnych, wyboru między technologiami oraz oceny wpływu doboru wlotów powietrza w zależności od ich położenia.

Poprawa komfortu cieplnego i jakości powietrza dzięki CFD

Symulacja CFD jest narzędziem potężnym, aby poprawić komfort cieplny i obniżyć zużycie energii w hutach szkła. Symulacja przepływowa pozwala przeanalizować zachowanie płynów i powietrza w zakładzie oraz pomaga ustalić, jak zoptymalizować wentylację, ogrzewanie i chłodzenie naturalne, aby uzyskać środowisko bardziej komfortowe. Szerzej, pomaga wyznaczyć najlepsze położenie źródeł ciepła i chłodu oraz ocenić skuteczność wentylacji naturalnej oraz ogrzewania.

Tutaj symulacja przepływowa posłużyła do oceny wpływu zmian układu zakładu i jego urządzeń na komfort cieplny.

Doświadczenie: przemysłowe cyfrowe bliźniaki — huta szkła, stalownia, huta aluminium
Podsumowanie

Filmowe podsumowanie analizy

Symulacja CFD huty szkła pozwala przeanalizować przepływy powietrza w zakładzie oraz rozkład temperatury w poszczególnych strefach. Pozwala to wskazać punkty gorące i zimne oraz ustalić, czy wentylacja jest wystarczająca. Modelowanie CFD pomaga ponadto zrozumieć, jak poszczególne instalacje zakładu są ze sobą powiązane i jak na siebie oddziałują — to klucz do znalezienia rozwiązań mających poprawić skuteczność.

Podsumowanie analizy cieplno-powietrznej huty szkła — EOLIOS Ingénierie
Zobacz inne projekty

Nasze pozostałe projekty przemysłowe.

Wszystkie projekty
Poznaj dziedzinę

Przemysł: zwiedzaj dalej.

Specjalizacje CFD, wykonane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina Przemysł w jednym miejscu.

CFDDoświadczonych inżynierów
20+Krajów działalności
B+RBadania i innowacje
Kontakt

Huta szkła lub hala produkcyjna do optymalizacji?

Najprościej jest po prostu porozmawiać. Nasi inżynierowie odpowiadają pierwszą analizą techniczną.