EOLIOS ha dimensionato le aperture di ventilazione naturale e i sistemi meccanici di distribuzione dell'aria, e ottimizzato l'aeraulica generale dei processi di una vetreria negli Hauts-de-France grazie alla simulazione CFD.
La termo-aeraulica delle vetrerie è molto particolare, poiché deriva da fenomeni che interagiscono tra loro. In questo contesto, EOLIOS Ingegneria ha dimensionato tramite simulazione CFD la ventilazione naturale di una vetreria situata negli Hauts-de-France. Un audit del sito esistente ha permesso di calibrare il processo di fabbricazione degli elementi in vetro. Le diverse fasi di fabbricazione — forno, feeder, goccia, stiratura, ricottura… — hanno potuto essere modellate per ottenere una distribuzione realistica del calore nel capannone di produzione. I diversi sistemi di ventilazione, di estrazione fumi e di bruciatori a gas sono stati integrati in modo da simulare con precisione la termo-aeraulica dell'intero stabilimento.
La modellazione precisa dei processi e dei sistemi, poi la simulazione numerica CFD dello stabilimento e del suo ambiente prossimo (altri edifici del sito), hanno permesso di ottenere mappature precise di diverse variabili studiate (velocità dell'aria, temperatura, livello di inquinamento, pressione…) nello stabilimento.
Il comfort termico degli operatori in industria è un fattore importante per la loro sicurezza e produttività. Gli operatori devono poter lavorare in condizioni confortevoli per garantire una produttività e una sicurezza ottimali.
Per produrre tubi in vetro, si utilizza generalmente un procedimento chiamato fabbricazione a soffiaggio. Un forno riscalda pezzi di vetro a temperature molto elevate; una volta che il vetro è sufficientemente caldo, viene soffiato con una canna da soffio — una canna in vetro che permette di dargli la forma desiderata. Il vetro viene poi raffreddato e posto in uno stampo dove si raffredda e si indurisce. Una volta prodotto, il tubo viene lucidato e smussato per ottenere la sua forma e le sue finiture finali.
La produzione di vetro può avere un impatto significativo sulla temperatura dello stabilimento. I forni utilizzati per riscaldare il vetro raggiungono temperature molto elevate, il che comporta un aumento generale della temperatura ambiente. Anche il procedimento di soffiaggio vi contribuisce, poiché le temperature della canna devono essere sufficientemente elevate. Infine, anche il raffreddamento del vetro influisce sull'ambiente termico del capannone.
La qualità dell'aria può essere degradata in una vetreria a causa delle emissioni dei forni e dei procedimenti di soffiaggio. Le emissioni dei forni possono contenere elementi chimici e particelle nocivi per la salute umana e l'ambiente; i procedimenti di soffiaggio possono inoltre accrescere le emissioni di polveri e fumi. È quindi importante mantenere livelli di qualità dell'aria adeguati all'interno dello stabilimento per minimizzare i rischi sanitari e ambientali.
La considerazione dei fenomeni radiativi, indispensabile per questo tipo di progetto, ha permesso di conoscere i livelli di comfort degli operatori. Gli studi sono stati condotti integrando il vento dominante del sito in modo reale (impatto della topografia) e secondo diversi scenari meteorologici (inverno, estate…).
Il dimensionamento degli aeratori statici di copertura, modellati con precisione, ha permesso di ottenere la loro portata realistica in base al vento, alla configurazione dello stabilimento e alle portate d'aria in ingresso associate. Le simulazioni CFD realizzate dagli ingegneri di EOLIOS derivano da molti anni di ricerca e competenza che permettono di calibrare i modelli rispetto ai funzionamenti reali degli stabilimenti. Gli studi hanno fornito al cliente un alto livello di competenza e uno strumento di supporto alle decisioni, che ha permesso di effettuare scelte di investimento, la selezione di diverse tecnologie e la misura dell'impatto del dimensionamento degli ingressi d'aria in base alla loro posizione.
La simulazione CFD è uno strumento potente per migliorare il comfort termico e ridurre i consumi energetici nelle vetrerie. La simulazione aeraulica permette di studiare il comportamento dei fluidi e dell'aria nello stabilimento e di aiutare a determinare come la ventilazione, il riscaldamento e il raffreddamento naturali possano essere ottimizzati per creare un ambiente più confortevole. Più in generale, aiuta a determinare la migliore posizione delle fonti di calore e di freddo e a valutare l'efficacia della ventilazione naturale e del riscaldamento.
In questo caso, la simulazione aeraulica ha potuto essere utilizzata per valutare l'impatto delle modifiche di configurazione dello stabilimento e dei suoi impianti sul comfort termico.
Know-how: gemelli digitali industriali — vetreria, acciaieria, alluminioLa simulazione CFD di una vetreria permette di studiare i flussi d'aria nello stabilimento nonché la distribuzione della temperatura nelle diverse zone. Questo permette di individuare i punti caldi e i punti freddi e di determinare se la ventilazione è sufficiente. La modellazione CFD aiuta inoltre a comprendere come i diversi sistemi dello stabilimento sono integrati e interagiscono tra loro — una chiave per trovare soluzioni volte a migliorare l'efficienza.
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