أجرت EOLIOS تدقيقا حراريا في موقع Höganäs Belgium ، وهي شركة متخصصة في تعدين المساحيق عالية السبائك. كان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو خفض درجات الحرارة وتحسين تبديد الحرارة ، مع التركيز بشكل خاص على غرفة الصهر ، حيث يوجد الفرنان.

تهدف هذه المبادرة إلى زيادة راحة المشغل طوال عملية الإنتاج. كان التحدي الرئيسي للمشروع هو التحكم في الظواهر الحرارية الهوائية المحددة المتعلقة بالمراحل المختلفة للتصنيع في درجات حرارة عالية للغاية.

التدقيق في الموقع

تحديد نقاط مدخل الهواء.

يبحث هذا التدقيق في التهوية والفتحات لتحديد أول التحسينات الممكنة.

عادة ما يظل بابان كبيران في كل طرف من طرفي المبنى مفتوحين في الطابق الأرضي ، مما يسمح للهواء بالدخول. غالبا ما يكون الباب الآخر المؤدي إلى قاعة التخزين مفتوحا ، مما يسمح للهواء بالخروج من منطقة الدراسة. تعمل جميع أبواب المصنع كمآخذ للهواء ، مما يتسبب في تسرب الكثير من الهواء النقيعند فتحه ، مما قد يسبب عدم الراحة في الشتاء.

توجد مداخل الهواء أيضا في الطابق العلوي من المبنى ، ولتحسين راحة الفنيين الذين يعملون بالقرب من الأفران ، تم تركيب العديد من المراوح في الطابق الأول.

تولد الأفران كمية كبيرة من الحرارة ترتفع إلى السطح. لخفض درجة الحرارة في الطابق الأول من المبنى ، يتم وضع المراوح على السطح ، مما يسهل إخلاء الحرارة إلى الخارج.

تم تجهيز السقف بالعديد من أجهزة استخراج الهواء الطبيعي.

أجريت اختبارات الدخان

اختبار الدخان في مبنى صناعي هو طريقة تستخدم لتقييم الراحة الحرارية وجودة الهواء داخل المبنى.

لتقييم الراحة الحرارية ، يتم استخدام الدخان لتصور حركة الهواء والتيارات الهوائية داخل المبنى. يساعد هذا في اكتشاف المناطق التي توجد بها تيارات هوائية مفرطة أو مشاكل في تدفق الهواء ، مما قد يؤدي إلى مناطق ذات درجات حرارة غير مريحة .

اختبار الدخان حول الفرن

بقدر ما يتعلق الأمر بجودة الهواء ، يتم استخدام اختبار الدخان لإظهار مسارات الهواء داخل المبنى. يمكن استخدامه لتسليط الضوء على تسلل الهواء غير المرغوب فيه ، والتسريبات في غلاف المبنى ، والتسريبات ومشاكل التهوية. من خلال تصور حركة الدخان ، من الممكن تحديد المناطق التي يكون فيها الهواء راكدا ، ويمكن أن تتراكم الملوثات ، والتهوية غير كافية.

تسمح هذه الاختبارات لمهندسي EOLIOS بتحديد المشاكل المحتملة المتعلقة بالراحة الحرارية وجودة الهواء ، واتخاذ التدابير اللازمة لتحسين الظروف داخل المبنى. يمكن أن يشمل ذلك تعديلات على نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء ، أو إصلاحات لتحسين إحكام الهواء في المبنى ، أو تغييرات في تكوين المساحة الداخلية لتحسين تدفق الهواء.

اختبار الدخان بالقرب من مدخل الهواء

تكشف اختبارات الدخان عن أنماط مختلفة من دوران الهواء في المبنى. في الطابق العلوي ، يتدفق الهواء إلى الخارج من خلال النوافذ المفتوحة ، بينما يصعد البعض إلى السطح. بالقرب من المراوح ، يتم سحب الهواء الساخن لأسفل ، مما يخلق تجانسا لدرجة الحرارة ، على الرغم من التسبب في زيادة الحرارة في الأجزاء السفلية.

تولد المراوح القريبة من الأفران حركة هواء ، ولكنها لا تعزز تبديد الحرارة بشكل أفضل. في بعض المناطق ، يحدث تدفق مزدوج التدفق ، مع ارتفاع الهواء الدافئ إلى حلقات العادم والهواء البارد المتجه إلى الأفران. تحدث ظواهر التقسيم الطبقي الحراري أيضا ، حيث تفصل بين مناطق الهواء الدافئ والبارد.

دراسة الكاميرا الحرارية للموقع

الغرض من هذا القسم هو تسليط الضوء على المصادر الرئيسية للظواهر الحرارية والمناطق ذات الدرجات المتفاوتة من الكثافة الحرارية. تستخدم تحليلات كاميرا التصوير الحراري لبناء تمثيل للمناطق الساخنة والباردة لدعم الدراسات العددية.

كاميرا تصوير حراري حول فرن 5 طن

كاميرا التصوير الحراري لفرن الصهر

محاكاة العقود مقابل الفروقات

ما هي محاكاة العقود مقابل الفروقات؟

ديناميات الموائع الحسابية (CFD) هي نهج عددي لتحليل تدفقات السوائل في بيئة معينة ، خاصة في تصميم المباني. يوفر معلومات عن سرعات الهواء والضغوط ودرجات الحرارة داخل وحول مساحات البناء. تستخدم هذه الطريقة المعادلات التفاضلية الجزئية لحل الظواهر عدديا مع مراعاة شروط الحدود مثل التأثيرات الهوائية للمبنى واكتساب الحرارة الداخلية وأنظمة تكييف الهواء. تعد محاكاة العقود مقابل الفروقات ضرورية لتحسين التهوية وتكييف الهواء للمساحات الكبيرة ، مما يضمن الراحة المثلى.

تتطلب المعادلات التفاضلية الجزئية حل الشروط الحدية . يتم إنشاء هذه على أساس بيانات القياس في الموقع والمعلومات من مدير المشروع. لإجراء دراسة الحالة المستقرة في مساحة مواجهة للخارج ، من الضروري تحديد خصائص الجدران (المواد ، الخواص الفيزيائية ، اللزوجة ، درجة الحرارة) وكذلك خصائص الأسطح المعرضة للخارج (اتجاه التدفق ، السرعة ، الضغط ، درجة الحرارة ، معاملات السطح). من الأهمية بمكان ضمان استقرار الحساب عند تحديد هذه الشروط ، حيث يتم حل المعادلات بشكل متكرر للاقتراب من الحل.

يقترب حل الكود المستخدم من المعادلات في كل عقدة من الشبكة ، مع احترام المبادئ الأساسية للفيزياء (الحفاظ على الكتلة والطاقة). يستخدم نموذج الاضطراب k-epsilon القياسي ، والذي يحل لمتغيرين: الطاقة الحركية المضطربة ومعدل تبديد الطاقة الحركية. يستخدم هذا النموذج على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية وتطبيقات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء نظرا لسرعة التقارب الجيدة ومتطلبات الذاكرة المقبولة. بالنسبة للدراسات الحرارية ، يتم أخذ تأثير التبادلات الإشعاعية بين الجدران والتوصيل الحراري والسحب الحراري والجاذبية في الاعتبار. يتم إجراء الدراسات على المبنى بأكمله دون إنشاء قسم التماثل.

نموذج 3D للموقع

كجزء من دراسة CFD ، تم تصميم المبنى بأكمله من أجل مراعاة أقنعة الهواء المختلفة التي أنشأتها الوحدات المختلفة للموقع.

تم تصميم الأفران والتكوين الداخلي لمبنى الصهر من بيانات الموقع ، وكذلك المراوح والفتحات التي تؤثر على حركة الهواء. الهدف هو الحصول على تمثيل دقيق لحركات الهواء المعقدة الخاصة بهذه الغرف.

نتائج المحاكاة

كان الهدف من الدراسات هو تسليط الضوء على الظواهر الحرارية الموجودة في الموقع باستخدام سيناريوهين متميزين : سيناريو خط الأساس بظروف مماثلة لظروف التدقيق وسيناريو آخر بظروف تسمح بتحسين استخراج السعرات الحرارية.

كشفت المراجعة عن نقص في الارتفاع الحراري في الطابق الأرضي ، على عكس الطابق الأول حيث تولد الأفران والتسخين المسبق للقوالب درجات حرارة عالية. كما سلط الضوء على نقص استخراج الهواء تحت السقف ، مما يمنع تبديد الحرارة بكفاءة.

تم إجراء دراسة عزل ، وأوصت بسمك مناسب للعزل. ومع ذلك ، فإن درجة الحرارة الداخلية تعتمد على حركة الهواء ومصادر الحرارة أكثر من العزل.

أظهر السيناريو الأول أوجه تشابه مع التدقيق ، حيث كشف عن كتل هوائية منفصلة بسبب عدم كفاية استخراج السقف.

نفذ السيناريو الثاني أنظمة عادم سقف جديدة وأغلق المراوح ، مما أدى إلى تحسين استخراج الحرارة بشكل كبير ، وتقليل انتشار الحرارة وتحسين جودة الهواء. ومع ذلك ، لا تزال المناطق الأكثر دفئا حول مصادر الحرارة ، مما يشير إلى زيادة محتملة في عدد أنظمة الاستخراج.