Dimensionamento – Camini – Laboratorio
Dimensionamento di una rete di camini in laboratorio
L‘obiettivo principale di questo studio è quello di comprendere e migliorare le prestazioni delle canne fumarie nei sistemi di combustione, con particolare attenzione alla riduzione delle perdite di carico e all’eliminazione del rischio di condensa. Le canne fumarie, se non progettate correttamente, possono creare barriere nel flusso, aumentando la necessità di potenza aggiuntiva per mantenere il flusso richiesto, con conseguente inefficienza energetica. Si tratta di una questione cruciale, in quanto influisce non solo sull’efficienza operativa ma anche sulla sostenibilità complessiva dei sistemi.
Inoltre, l’accumulo di condensa all’interno delle tubature può causare problemi di corrosione, riducendo la durata dell’infrastruttura. Ciò richiede unostudio approfondito del comportamento termico e dinamico dei fluidi all’interno delle tubature, al fine di proporre soluzioni progettuali adeguate che riducano al minimo questi effetti indesiderati. In definitiva, il progetto mira a promuovere la sicurezza e la sostenibilità dei sistemi di gestione dei fumi.
Progettazione e calcolo delle perdite di carico nelle canne fumarie di laboratorio
Anno
2025
Cliente
Laboratorio nazionale francese di metrologia e test (LNE)
Posizione
Francia
Tipologia
Processo industriale
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Ridurre le perdite di carico e la condensa nei sistemi di combustione
Diagnosi dei vincoli della canna fumaria per ottenere prestazioni ottimali
Quando le temperature scendono al di sotto del punto di rugiada dei gas di scarico, può verificarsi una condensazione che porta a un accumulo di liquido potenzialmente corrosivo. Questo non solo danneggia i tubi, ma può anche compromettere la sicurezza dell’intero sistema. Gli standard industriali e normativi impongono inoltre requisiti rigorosi in termini di sicurezza e prestazioni sostenibili per prevenire questi rischi. Infine, vincoli pratici come lospazio limitato per l’installazione dei tubi, l’accesso per la manutenzione e la conformità alle normative locali possono influenzare in modo significativo la progettazione e l’installazione dei sistemi.
Criteri tecnici per massimizzare l'efficienza delle canne fumarie
Per garantire l’efficienza e l’affidabilità delle canne fumarie, è necessario attenersi rigorosamente a una serie di criteri tecnici e di progettazione. In primo luogo, per ridurre le perdite di pressione è necessario un design che favorisca il flusso di fumo più fluido e costante possibile, riducendo al minimo gli angoli di curvatura ed evitando gli ostacoli nel percorso del flusso. Questa ottimizzazione strutturale limita la necessità di energia aggiuntiva per spostare i gas di scarico, riducendo così i costi energetici.
Inoltre, un adeguato isolamento termico è essenziale per mantenere le temperature interne del tubo al di sopra dei punti di rugiada calcolati per i vari componenti del gas di scarico. Questo aiuta a prevenire qualsiasi forma di condensa che potrebbe non solo deteriorare le tubature, ma anche causare perdite e danni imprevisti. Anche la scelta dei materiali è fondamentale e richiede metalli resistenti alla corrosione o rivestimenti progettati per sopportare le condizioni acide potenzialmente causate dai fumi.
Modellazione CFD: una rivoluzione nell'analisi dei gas di scarico
Migliorare le prestazioni dei gas di scarico con la tecnologia CFD
La modellazione fluidodinamica computazionale (CFD) si sta rivelando uno strumento indispensabile per questo studio, fornendo soluzioni analitiche alle complesse sfide poste dalla gestione dei gas di scarico. La CFD permette di ricreare con precisione le condizioni interne delle canne fumarie, consentendo una visualizzazione dettagliata dei flussi di fluidi. Grazie a questa tecnologia, è possibile valutare l’impatto di ogni elemento progettuale sulle perdite di pressione, ottimizzare le configurazioni per limitare tali perdite e migliorare così l’efficienza energetica complessiva del sistema. Le simulazioni possono anche prevedere le variazioni di temperatura lungo le pareti dei tubi, identificando le aree critiche dove il rischio di condensa è maggiore e consentendo di testare gli interventi senza i costi associati alla produzione e all’installazione di un prototipo fisico.
Fornendo dati preziosi sul comportamento dinamico dei fluidi, la CFD permette di esplorare diversi scenari di progettazione prima che vengano implementati, riducendo notevolmente i tempi e i costi associati allo sviluppo di nuovi impianti. Inoltre, la capacità di modellare le prestazioni delle tubature in diverse condizioni operative significa che i potenziali guasti possono essere previsti e mitigati prima che si verifichino, contribuendo così all’affidabilità e alla sicurezza del sistema.
Strategie di ottimizzazione del percorso dei tubi per una maggiore efficienza energetica
Durante la progettazione dei tubi, è stata prestata particolare attenzione alla scelta del percorso per ridurre al minimo le perdite di pressione. L‘ottimizzazione del percorso ha richiesto un’analisi meticolosa delle possibili configurazioni, tenendo conto dei vincoli spaziali e delle caratteristiche intrinseche dei siti di installazione. Le curve sono state ridotte al minimo, preferendo quelle dolci a tre segmenti piuttosto che gli angoli acuti, per ridurre la turbolenza che aumenta la resistenza al flusso. Le sezioni dei tubi sono state progettate per mantenere un diametro uniforme, evitando bruschi restringimenti che potrebbero creare strozzature. Inoltre, la disposizione coerente dei segmenti di tubo ha ottimizzato il percorso complessivo, riducendo la lunghezza totale dei tubi e le perdite di carico associate all’attrito interno.
Integrando un approccio di modellazione CFD nel processo di progettazione, le simulazioni sono state utilizzate peridentificare le configurazioni più efficienti, garantendo un flusso laminare e continuo e riducendo al minimo l’energia necessaria per evacuare i fumi. Grazie a queste strategie di progettazione, il sistema proposto non solo rispetta i requisiti normativi ma migliora anche le prestazioni energetiche complessive, garantendo una maggiore sostenibilità ed efficienza degli impianti.
Ottimizzazione dei gas di scarico nelle reti di tubazioni con EOLIOS
EOLIOS è riconosciuta per le sue competenze tecniche avanzate e per la sua capacità di realizzare progetti di ingegneria dei gas di scarico con rigore. Con una grande esperienza nella modellazione CFD, EOLIOS utilizza le tecnologie più recenti per analizzare e ottimizzare i flussi di fumo, assicurando che le canne fumarie siano efficienti e conformi agli standard più esigenti. Gli ingegneri e gli specialisti di EOLIOS hanno una conoscenza approfondita della fluidodinamica e dei vincoli termici, che consente loro di proporre soluzioni innovative e personalizzate che incorporano le migliori pratiche del settore.
> Per saperne di più :
Video riassuntivo dello studio
Video riassuntivo dello studio
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