Tijdens chemische processen gebruiken fabrikanten injectoren om schadelijke gassen af te koelen, chemicaliën te verdampen of gevaarlijke stoffen te neutraliseren voordat ze veilig worden afgevoerd. Deze injectoren bevinden zich vaak in leidingen van verschillende diameters. Wanneer deze chemicaliën of gassen door de leiding stromen, bewegen ze vaak met hoge snelheden, waardoor de injector kan gaan trillen of schudden. Dit leidt tot defecten aan de injector en als gevolg daarvan moet de fabriek worden stilgelegd voor onderhoud, waardoor kostbare tijd en middelen verloren gaan.
Gelukkig is er een oplossing voor risicovolle of gevaarlijke sproeitoepassingen: CFD. Lees mijn eerdere artikel voor meer informatie over wat CFD is en hoe het wordt gebruikt.
Wij voeren CFD-simulaties uit voor dit soort toepassingen door spanningsanalyse toe te passen op onze simulatie, ook wel fluid-structure interaction (FSI) genoemd. FSI-simulaties zorgen ervoor dat spuitmonden, injectoren en verdeelstukken niet worden blootgesteld aan extreme krachten die tot storingen kunnen leiden. FSI wordt onder andere veel toegepast bij vortexafscheiding, chemische verwerking en gaskoeling.
Zoals we al hebben besproken, treden stromingsgeïnduceerde trillingen op wanneer sterke aerodynamische krachten van de passerende gassen of chemicaliën belastende krachten uitoefenen op objecten in de stroming, zoals injectoren, waardoor trillingen ontstaan. Dit leidt tot mogelijk structureel falen en de meest zorgwekkende scenario’s hebben te maken met sterke wervelafscheidingsfrequenties, die catastrofaal falen kunnen veroorzaken als gevolg van ongebreidelde mechanische trillingen. Deze trillingssimulaties zijn dus noodzakelijk om de mechanische integriteit van zowel de constructie als de lansen te waarborgen.
Door de complexe dynamica en interacties tussen de gasstroom, de vloeistofnevel en de mechanische spanningen in kaart te brengen, kunnen we zowel het type spuitapparatuur dat moet worden gebruikt als de optimale plaatsing van de apparatuur in de leiding verifiëren. Uiteindelijk kunnen we een injector ontwerpen, ontwikkelen en positioneren om ervoor te zorgen dat er geen door stroming veroorzaakte trillingen optreden.
Waarom is dit belangrijk? Chemische verwerkingsfabrieken kunnen miljoenen dollars verspillen door voortdurend sproeiapparatuur te vervangen of een fabriek stil te leggen vanwege defecte apparatuur. Het uitvoeren van CFD-studies om de juiste apparatuurkeuze en optimale plaatsing binnen het proces te garanderen, kan – afhankelijk van het proces – binnen enkele seconden rendement op de investering opleveren.
Bovendien laat dit soort werk zien wat de technologie momenteel aan iedereen die de vinger aan de pols houdt onthult: het optimaliseren van processen die we als vanzelfsprekend beschouwen, verbetert vrijwel elk aspect van de productie en het bedrijfsleven, wat resulteert in kostenbesparingen, hogere winsten en een verhoogde productie.
Als u dit onderwerp graag uitgebreider wilt bespreken, neem dan contact met ons op of neem rechtstreeks contact met mij op via LinkedIn.