A EOLIOS dimensionou os vãos de ventilação natural e os sistemas mecânicos de distribuição de ar, e otimizou a aeráulica geral dos processos de uma vidraria nos Hauts-de-France graças à simulação CFD.
A termoaeráulica das vidrarias é muito particular, porque resulta de fenómenos que interagem entre si. Neste âmbito, a EOLIOS Engenharia dimensionou por simulação CFD a ventilação natural de uma vidraria situada nos Hauts-de-France. Uma auditoria ao local existente permitiu calibrar o processo de fabrico dos elementos de vidro. As diferentes etapas de fabrico (forno, feeder, gota, estiragem, requeima…) puderam ser modeladas a fim de obter uma distribuição realista das calorias na sala de produção. Os diferentes sistemas de ventilação, de extração de fumos e de queimadores a gás foram integrados de modo a simular com precisão a termoaeráulica de toda a fábrica.
A modelação rigorosa dos processos e dos sistemas e, em seguida, a simulação numérica CFD da fábrica e da sua envolvente próxima (outros edifícios do local) permitiram obter cartografias precisas de várias variáveis estudadas (velocidade do ar, temperatura, nível de poluição, pressão…) na fábrica.
O conforto térmico dos operadores na indústria é um fator importante para a sua segurança e a sua produtividade. Os operadores devem poder trabalhar em condições confortáveis para assegurar uma produtividade e uma segurança ótimas.
Para produzir tubos em vidro, utiliza-se geralmente um processo chamado fabrico por sopro. Um forno aquece pedaços de vidro a temperaturas muito elevadas; assim que o vidro está suficientemente quente, é soprado com a ajuda de uma cana de sopro, uma cana de vidro que permite dar-lhe a forma pretendida. O vidro é depois arrefecido e colocado num molde, onde arrefece e endurece. Uma vez produzido, o tubo é polido e biselado para obter a sua forma e os seus acabamentos finais.
A produção de vidro pode ter um impacto significativo na temperatura da fábrica. Os fornos utilizados para aquecer o vidro atingem temperaturas muito elevadas, o que provoca uma subida geral da temperatura ambiente. O processo de sopro contribui igualmente para isso, pois as temperaturas da cana de sopro têm de ser suficientemente elevadas. Por fim, o arrefecimento do vidro influencia também o ambiente térmico da nave.
A qualidade do ar pode estar degradada numa vidraria devido às emissões dos fornos e aos processos de sopro. As emissões dos fornos podem conter elementos químicos e partículas nocivos para a saúde humana e para o ambiente; os processos de sopro podem, além disso, aumentar as emissões de poeiras e de fumos. É, por isso, importante manter níveis adequados de qualidade do ar no interior da fábrica para minimizar os riscos sanitários e ambientais.
A consideração dos fenómenos radiativos, indispensável para este tipo de projeto, permitiu conhecer os níveis de conforto dos operadores. Os estudos foram conduzidos integrando o vento dominante do local de forma real (impacto da topografia) e segundo diferentes cenários meteorológicos (inverno, verão…).
O dimensionamento dos arejadores estáticos de cobertura, modelados com precisão, permitiu obter o seu caudal realista em função do vento, da configuração da fábrica e dos caudais de ar de entrada associados. As simulações CFD realizadas pelos engenheiros da EOLIOS resultam de muitos anos de investigação e de especialização que permitem calibrar os modelos face ao funcionamento real das fábricas. Os estudos forneceram ao cliente um elevado nível de especialização e uma ferramenta de apoio à decisão, que permitiu realizar arbitragens de investimento, escolher entre diferentes tecnologias e medir o impacto do dimensionamento das entradas de ar em função do seu posicionamento.
A simulação CFD é uma ferramenta poderosa para melhorar o conforto térmico e reduzir os consumos energéticos nas vidrarias. A simulação aeráulica permite estudar o comportamento dos fluidos e do ar na fábrica e ajuda a determinar de que forma a ventilação, o aquecimento e o arrefecimento naturais podem ser otimizados para criar um ambiente mais confortável. De forma mais ampla, ajuda a determinar a melhor localização das fontes de calor e de frio e a avaliar a eficácia da ventilação natural e do aquecimento.
Aqui, a simulação aeráulica pôde ser utilizada para avaliar o impacto das alterações de configuração da fábrica e dos seus equipamentos no conforto térmico.
Saber-fazer: gémeos digitais industriais, vidraria, aciaria, fábrica de alumínioA simulação CFD de uma vidraria permite estudar os fluxos de ar na fábrica, bem como a distribuição de temperatura consoante as diferentes zonas. Isto permite identificar os pontos quentes e os pontos frios e determinar se a ventilação é suficiente. A modelação CFD ajuda ainda a compreender de que forma os diferentes sistemas da fábrica estão integrados e interagem entre si, uma chave para encontrar soluções que visem melhorar a eficiência.
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