Vetrerie della Loira
In poche parole
EOLIOS Ingénierie ha fornito una panoramica delle condizioni termo-aerodinamiche dei diversi fenomeni che avvengono nella vetreria di Veauche in relazione ai processi dei forni e delle macchine IS.
Vetrerie della Loira
Anno
2020
Cliente
O-I
Posizione
Francia
Tipologia
Vetreria
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Principali obiettivi della missione
La sfida principale per gli impianti di produzione del vetro è l’ottimizzazione dei flussi d’aria termica. Il vetro in uscita dai forni deve essere adeguatamente raffreddato, mantenendo un ambiente di lavoro adeguato per gli operatori. Per questa missione, il team di EOLIOS ha messo a disposizione la propria esperienza nell’ingegneria del vetro per convalidare e aiutare l’ufficio di progettazione a controllare i fenomeni termo-aerodinamici indotti dalle varie fasi di produzione a temperature molto elevate.
Creare il gemello digitale
Per questo studio, l’intero sito di Veauche è stato riprodotto con un software 3D. La riproduzione 3D del sito dà luogo a un gemello digitale. Perché lo studio CFD sia corretto, deve riprodurre fedelmente tutti i volumi d’aria, l’architettura dell’edificio, i forni e le macchine IS.
Inoltre, i risultati tengono conto di molti fenomeni fisici come le temperature radianti delle pareti, le correnti d’aria dovute ai processi di produzione, la pressione del vento, la posizione e le caratteristiche delle resistenze al flusso d’aria e la presenza di sistemi di movimentazione meccanica dell’aria.
La creazione di un gemello digitale altamente dettagliato ci permette di eseguire calcoli molto precisi e quindi di identificare rapidamente potenziali problemi termici. Analizzando questi risultati da una prospettiva globale o locale, possiamo anticipare i potenziali problemi e sviluppare soluzioni innovative che affrontino le diverse complicazioni identificate.
Descrizione delle macchine IS
Le macchine IS sono macchine per la formatura del vetro. Inizialmente, la macchina viene rifornita di vetro dall’avanspazio attraverso un canale di distribuzione chiamato alimentatore. Il ruolo dell’alimentatore è quello di portare il vetro al distributore alla temperatura richiesta dalla macchina formatrice, assicurando che la temperatura sia uniforme in tutta la sezione del vetro.
Date le altissime temperature coinvolte in queste macchine, esse costituiscono una parte essenziale dello studio al pari dei forni. EOLIOS si propone di studiare i flussi termo-aria intorno a queste macchine in considerazione della ventilazione naturale fornita dai pozzi d’aria e del rilascio di calore dal vetro. Queste macchine sono a contatto con gli operatori e bisogna fare in modo che le loro condizioni di lavoro siano rispettate.
Principali risultati ottenuti
Durante le simulazioni CFD, il team di EOLIOS si è concentrato sulla ventilazione naturale della vetreria e sulle temperature all’interno dell’impianto. Inizialmente, EOLIOS è stato in grado di rilevare che la struttura del tetto si stava surriscaldando con temperature di circa 50°C. È quindi necessario prevedere delle aperture nella parte superiore per limitare il ristagno dell’aria calda.
Questa analisi ha anche rivelato il principale fattore di movimento dell’aria nel volume dell’edificio. Il calore generato dal processo nel forno e nelle macchine IS riscalda le masse d’aria, che vengono poi messe in movimento dal tiraggio termico(effetto camino) e dalla ventilazione dei processi.
Lo studio ha poi affrontato il caso dei flussi termo-aerodinamici delle macchine IS. Nella configurazione attuale dell’edificio, priva di aperture naturali, ciò non sembra ottimale. È stato inoltre eseguito uno studio di diffusione degli inquinanti per verificare che l’estrazione dei fumi di grasso dalle macchine IS avvenga correttamente. Questo è risultato conforme agli standard di sicurezza.
Studio dell'estrazione dell'inquinamento dalle macchine IS - Visualizzatore 3D
I vantaggi della simulazione CFD per le fabbriche di vetro
La simulazione digitale offre nuove prospettive agli uffici di progettazione. Ciò consente di prevedere un gran numero di scenari e quindi di controllare eventuali problemi imprevisti associati a una progettazione inadeguata. Nel caso delle vetrerie, la modellazione multifisica consente di tenere conto di tutti i fenomeni che causano i flussi di calore e di aria.
Grazie ai suoi server di calcolo, i modelli EOLIOS possono essere simulati nella loro interezza con grande accuratezza in un breve periodo di tempo. Inoltre, l’esperienza di EOLIOS nella ventilazione generale consente al nostro team di proporre soluzioni innovative e pertinenti in caso di problemi di surriscaldamento. Tuttavia, implementare le simulazioni CFD nel processo di progettazione significa avvalersi di esperti in meccanica dei fluidi, simulazioni termiche e numeriche per garantire che non si verifichino problemi in futuro.
Video riassuntivo dello studio
I nostri studi di ingegneria CFD hanno simulato il trasferimento di calore e aria che si verifica nell’ambiente della vetreria. Ciò include la valutazione delle temperature e dellevelocità dell’aria nelle diverse aree della vetreria, nonché delle pressioni, dei livelli di inquinamento e dei livelli di CO2. Le simulazioni CFD sono state utilizzate anche per valutare la qualità dell’aria all’interno della vetreria e per stimare i livelli di inquinanti interni ed esterni. Questo può aiutare a determinare se il sistema di ventilazione è sufficientemente efficace nel mantenere livelli accettabili di inquinanti.
Infine, EOLIOS è stata in grado di progettare le aperture di ventilazione naturale per l’ampliamento e la ristrutturazione della fabbrica.
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