Durante i processi chimici, i produttori utilizzano iniettori per raffreddare gas nocivi, vaporizzare sostanze chimiche o ridurre al minimo la quantità di materiali pericolosi prima di smaltirli in modo sicuro. Questi iniettori sono spesso installati in tubazioni di varie dimensioni. Quando le sostanze chimiche o i gas attraversano la tubazione, viaggiano spesso ad alta velocità e possono causare oscillazioni o vibrazioni dell’iniettore. Ciò provoca guasti all’hardware dell’iniettore e, di conseguenza, l’impianto è costretto a fermarsi per la manutenzione, con conseguente perdita di tempo e risorse preziose.
Fortunatamente, esiste una soluzione per le applicazioni di spruzzatura pericolose o a rischio: la CFD. Per ulteriori informazioni su cosa sia la CFD e su come venga utilizzata, consultate il mio precedente articolo.
Eseguiamo simulazioni CFD per applicazioni come queste applicando alla nostra simulazione l’analisi delle sollecitazioni, denominata interazione fluido-struttura (FSI). Le simulazioni FSI garantiscono che ugelli, iniettori e collettori non subiscano forze estreme che potrebbero causarne il guasto. Tra le altre applicazioni, la FSI è molto utilizzata nel distacco di vortici, nei processi chimici e nel raffreddamento dei gas.
Come abbiamo già discusso, le vibrazioni indotte dal flusso si verificano quando forti forze aerodinamiche provenienti dai gas o dalle sostanze chimiche in transito esercitano carichi sugli oggetti presenti nel flusso, come gli iniettori, provocandone la vibrazione. Ciò porta a potenziali cedimenti strutturali e gli scenari più preoccupanti coinvolgono frequenze di distacco elevate, che possono causare guasti catastrofici a causa di vibrazioni meccaniche incontrollate. Pertanto, queste simulazioni di vibrazione sono necessarie per garantire l’integrità meccanica sia della struttura che delle lance.
Cogliendo le complesse dinamiche e le interazioni tra il flusso di gas, lo spruzzo di liquido e le sollecitazioni meccaniche, possiamo verificare sia il tipo di attrezzatura di spruzzatura da utilizzare sia la configurazione ottimale all’interno della tubazione. In definitiva, possiamo progettare, sviluppare e posizionare un iniettore in modo da garantire che non si verifichino vibrazioni indotte dal flusso.
Perché è importante? Gli impianti di lavorazione chimica possono bruciare milioni di dollari sostituendo costantemente le apparecchiature di nebulizzazione o fermando l’impianto a causa di guasti alle apparecchiature. Eseguire studi CFD per garantire la corretta selezione delle apparecchiature e la loro collocazione ottimale all’interno del processo può generare un ritorno sull’investimento in pochi secondi, a seconda del processo.
Inoltre, questo tipo di lavoro mette in luce ciò che la tecnologia sta attualmente rivelando a tutti coloro che sono al passo con i tempi: l’ottimizzazione dei processi che diamo per scontati sta migliorando quasi ogni aspetto della produzione e del business, con conseguenti risparmi sui costi, maggiori profitti e un aumento della produzione.
Se desiderate approfondire l’argomento, non esitate a contattarci o a mettervi in contatto direttamente con me tramite LinkedIn.