Au cours du traitement chimique, les fabricants utilisent des injecteurs pour refroidir les gaz nocifs, vaporiser les produits chimiques ou réduire les matières dangereuses avant de les éliminer en toute sécurité. Ces injecteurs se trouvent souvent dans des tuyaux de différentes tailles. Lorsque ces produits chimiques ou ces gaz passent dans le tuyau, ils se déplacent souvent à grande vitesse et peuvent faire trembler ou vibrer l'injecteur. Cela entraîne une défaillance matérielle de l'injecteur et, comme sous-produit, l'usine est obligée de s'arrêter pour la maintenance et perd un temps et des ressources précieux.
Heureusement, il existe une solution aux applications de pulvérisation dangereuses ou à risque - la CFD. Pour en savoir plus sur ce qu'est la CFD et comment elle est utilisée, consultez mon article précédent.
Nous effectuons des simulations CFD pour des applications comme celles-ci en appliquant une analyse des contraintes à notre simulation, appelée interaction fluide-structure (FSI). Les simulations FSI garantissent que les buses, les injecteurs et les collecteurs ne subissent pas de forces extrêmes susceptibles d'entraîner une défaillance. Parmi d'autres applications, la FSI est populaire dans le délestage des tourbillons, le traitement chimique et le refroidissement des gaz.
Comme nous l'avons vu, les vibrations induites par l'écoulement se produisent lorsque les fortes forces aérodynamiques des gaz ou des produits chimiques qui passent produisent des forces de charge sur les objets dans l'écoulement, comme les injecteurs, ce qui provoque des vibrations. Cela conduit à une défaillance structurelle potentielle et les scénarios les plus inquiétants impliquent de fortes fréquences de délestage, qui peuvent provoquer une défaillance catastrophique due à des vibrations mécaniques non limitées. Ces simulations de vibrations sont donc nécessaires pour garantir l'intégrité mécanique de la structure et des lances.
En capturant la dynamique complexe et les interactions du flux de gaz, de la pulvérisation de liquide et des contraintes mécaniques, nous pouvons vérifier à la fois le type d'équipement de pulvérisation qui doit être utilisé et l'équipement optimal dans la conduite. En fin de compte, nous pouvons concevoir, développer et positionner un injecteur pour garantir que les vibrations induites par l'écoulement ne se produisent pas.
Pourquoi cela est-il important ? Les usines de traitement chimique peuvent dépenser des millions de dollars en remplaçant constamment les équipements de pulvérisation ou en arrêtant une usine en raison d'une défaillance de l'équipement. La réalisation d'études de CFD pour s'assurer de la bonne sélection des équipements et de leur emplacement optimal dans le processus peut générer un retour sur investissement en quelques secondes, selon le processus.
En outre, ce type de travail met en évidence ce que la technologie met actuellement à la portée de tous ceux qui ont le doigt sur le pouls - l'optimisation des processus que nous considérons comme acquis améliore presque tous les aspects de la fabrication et des affaires, ce qui se traduit par des économies de coûts, des bénéfices plus élevés et une production accrue.
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