تهوية طبيعية – ألومنيوم دونكيرك
تحليل التدفقات الهوائية والحرارية في مصنع دونكيرك للألمنيوم: نمذجة 3D ومحاكاة CFD
تركز الدراسة على تحسين وضع أنظمة التهوية لمصنع دونكيرك للألمنيوم. تم إجراء عمليات محاكاة عددية ل CFD لتحليل تدفقات السوائل وتقييم الظروف الهوائية والحرارية للمحطة من أجل تقديم توصيات دقيقة لتحسين وضع أنظمة التهوية.
تحجيم التهوية الطبيعية في سياق إضافة فرن جديد - الألومنيوم Dunkerque
سنة
2024
زبون
الألومنيوم دونكيرك
الترجمه
فرنسا
تصنيف
صناعة
متابعة التصفح:
مشاريعنا الأخرى:
آخر الأخبار:
الملف الفني:
خبرتنا:
دراسة حول الوضع الأمثل للفتحات لتحسين الراحة الحرارية لمصنع الألومنيوم Dunkerque
تقييم مدى كفاية نظام التهوية لدعم التوسع في الإنتاج في مصنع ألومنيوم دنكرك
تركز الدراسة التي أجريت على وضع فتحات التهوية من أجل تحسين الراحة الحرارية لمصنع الألومنيوم Dunkerque ، الذي يحتوي على نظام تبريد تهوية طبيعي. يتكون المصنع من 7 أفران وخط إنتاج سبائك ، ولزيادة الطاقة الإنتاجية ، من المتوخى إنشاء فرن 8. تبلغ درجة حرارة هذه الأفران حوالي 750 درجة مئوية وبالتالي يتم توليد حركات هواء ساخن كبيرة داخل المصنع.
تم تجهيز قاعة السباكة ب 4 مهويات نجارين كبيرة ، و 13 مهوية ثابتة ، بالإضافة إلى فتحات على بعض واجهات المبنى. وبالتالي فإن الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق فيما إذا كان نظام التهوية الحالي كافيا لإضافة فرن 8 ، وإذا لم يكن لمعرفة كيفية علاجه.
القياسات الأولية للتحليل الحراري الهوائي
استخدام اختبارات الدخان وقياسات درجة الحرارة لتقييم تدفق الهواء في المحطة
كان الهدف من المراجعة هو جمع أكبر قدر ممكن من المعلومات عن تشغيل الموقع فيما يتعلق بدرجة الحرارة وحركات الهواء. تم استخدام العديد من الاختبارات وأدوات القياس لتحقيق هذا الهدف. تم إجراء اختبار الدخان باستخدام آلة الدخان التي ولدت كمية كبيرة من الدخان في الحجم. هذا جعل من الممكن تصور الحركات الكلية للتيارات الهوائية داخل الموقع.
كانت الأبخرة المستخدمة آمنة بيئيا وتم إنشاؤها من سائل غير ملوث يعتمد على الماء والجليكول. تم عمل مقاطع فيديو خلال هذه الاختبارات لتحليل الظواهر التي لوحظت في الموقع. تم استخدام أجهزة قياس درجة حرارة الهواء ، مثل المجسات التلسكوبية المعتمدة من المعايرة ، لتسجيل درجات الحرارة وسرعات الهواء في الموقع. أظهرت نتائج اختبارات الدخان أن التيارات الهوائية بالقرب من الأفران تصاعدية بشكل أساسي.
تدقيق الدخان للأنظمة
تحليل الصور الحرارية لتحديد مصادر الحرارة
بعد ذلك ، تم استخدام الصور الحرارية لتسليط الضوء على المصادر الرئيسية للظواهر الحرارية والمناطق المختلفة أكثر أو أقل كثافة في الحرارة.
تمت مقارنة درجات الحرارة المسجلة مع نتائج محاكاة CFD للتحقق من اتساقها. تم أخذ انبعاثية الأسطح المختلفة في الاعتبار لتقدير درجات الحرارة.
التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء للمصنع
دمج بيانات التدقيق من أجل استنساخ أمين للمصنع في عمليات المحاكاة: نحو تحسين هوائي وحراري
تم تحديد جميع الفتحات والفتحات والممرات الهوائية في الموقع أثناء التدقيق. هذا يجعل من الممكن إعادة إنتاج المصنع بأمانة في عمليات المحاكاة ، مع مراعاة الرسومات المقدمة أيضا. تم تحديد أربعة أنواع من الفتحات ، بما في ذلك الأبواب المفتوحة بالكامل ، وفتحات التهوية على الواجهات ، ومراوح النجارين ، وفتحات التهوية الثابتة. وحددت المراجعة أيضا الشكل الهندسي العام للمصهر والأحجام المختلفة التي تؤثر على تدفق الهواء. هذه المعلومات حول درجات الحرارة وحركات الهواء والفتحات وهندسة الموقع ضرورية لفهم النبات وإعادة إنتاجه بدقة في عمليات المحاكاة. كما أنها ستكون بمثابة أساس لتقديم توصيات لتحسين الظروف الجوية والحرارية في الموقع.
تحليل الطقس
تعتبر البيانات المناخية من محطة الطقس في دونكيرك ذات أهمية قصوى في تحديد الظروف المناخية الخارجية اللازمة لدراسة تهوية المصنع. تتضمن المعلومات التي تم جمعها سرعة الرياح واتجاهها ، بالإضافة إلى متوسط درجة الحرارة الدنيا في الشتاء ومتوسط درجة الحرارة القصوى في الصيف. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضا أخذ قمم درجات الحرارة الأكثر تطرفا المسجلة في الاعتبار. تلعب هذه البيانات دورا حاسما في تكييف استراتيجيات التهوية وتكييف الهواء لضمان الراحة المثلى لمشغلي المصانع على مدار العام.
المحاكاة العددية CFD للظروف الحرارية في المصنع
إنشاء نموذج رقمي
ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) هي طريقة عددية لدراسة تدفقات السوائل في بيئة معينة. تستخدم هذه الطريقة معادلات تفاضلية جزئية لحل مسائل سريان الموائع ، والتي غالبا ما تكون غير قابلة للحل من الناحية التحليلية.
في سياق المباني ، يمكن أن توفر دراسة CFD معلومات عن سرعات الهواء والضغوط ودرجات الحرارة داخل وحول مساحات المباني. يوفر هذا فهما أفضل للهواء والظروف الحرارية ، خاصة في تصميم أنظمة التهوية وتكييف الهواء.
تعد محاكاة العقود مقابل الفروقات مفيدة بشكل خاص لتحسين الراحة الداخلية من خلال ضمان أن تكون تدفقات الهواء كافية وموزعة بشكل جيد ، مما يساعد على تحسين كفاءة الطاقة ورفاهية الركاب. النمذجة الهندسية هي خطوة أساسية في محاكاة العقود مقابل الفروقات. وهو يتألف من تمثيل هندسة الموقع أو المبنى الذي تمت دراسته بأمانة. هذا يجعل من الممكن تحديد الظروف الحدودية ، مثل نوع الجدران ، والأسطح المفتوحة للخارج ، ومدخلات الحرارة الداخلية ، وما إلى ذلك. تعمل النمذجة الهندسية أيضا على تبسيط النموذج من خلال إزالة العناصر التي لا علاقة لها بالدراسة الهوائية والحرارية ، مما يسهل تفسير النتائج.
تصور محاكاة CFD لتحسين التهوية الطبيعية
باختصار ، يتم استخدام محاكاة CFD لدراسة تدفقات السوائل كجزء من تصميم المبنى. إنها تجعل من الممكن تحسين ظروف الهواء والحرارة وتحسين الراحة الداخلية وتحسين كفاءة الطاقة. تعد النمذجة الهندسية والربط الشبكي للنماذج من الخطوات الرئيسية في هذه العملية ، وكذلك تحديد الظروف الحدودية واستخدام نماذج الاضطراب المناسبة.
نتائج المحاكاة
الوضع الاستراتيجي لأنظمة استخراج الهواء: مفتاح التشغيل الأمثل للهواء
كان الهدف من هذه الدراسة هو التحقق من الأداء الهوائي السليم للموقع بعد إضافة الفرن الجديد 8. تم فحص عدة سيناريوهات لهذا الغرض. كان السيناريو الأول هو السيناريو الحالي ، باستخدام أنظمة استخراج الهواء كما هي موجودة حاليا ، مع ظروف خارجية تستند إلى تحليل الطقس. ومع ذلك ، أظهرت النتائج خللا في توزيع درجة الحرارة بين الجانب الشمالي والجنوبي من الموقع ، بسبب عدم وجود شفاط شفاط للفرن 8 ومهوية نجار. تضمن السيناريو الثاني إحصائيات إضافية أعلى الفرن 8. أظهرت النتائج أن إضافة أجهزة التهوية هذه سمحت بإخلاء أسرع ومستهدف للهواء المحمل بالحرارة ، وبالتالي تحسين التشغيل الهوائي للموقع.
"أهمية الوضع المناسب لفتحات التهوية: استراتيجية لتعزيز السحب الحراري الفعال والإخلاء الأمثل للهواء الساخن"
بعد نتائج السيناريو الثاني ، تمت دراسة السيناريو الثالث من خلال تضمين إغلاق جهاز التنفس الصناعي الذي يعتبر غير مثمر. أظهر هذا السيناريو أن إغلاق هذه الفتحة يفضل التقسيم الطبقي للهواء الساخن ، مما يؤدي إلى تيار حراري أفضل وإخلاء أكثر كفاءة للهواء المحمل بالحرارة. توضح هذه النتائج أهمية الوضع الصحيح لأنظمة استخراج الهواء وفتحات التهوية في الأداء الهوائي السليم للموقع. وتشجع التوصيات الناتجة عن ذلك على إضافة فتحات مستهدفة لتسهيل إخلاء الهواء المحمل بالحرارة بشكل أكثر كفاءة وإغلاق بعض الفتحات لتعزيز التقسيم الطبقي الأمثل للهواء الدافئ.
دراسة توزيع الغبار والملوثات
في هذه الدراسة ، تم فحص تكوينين لتقييم كفاءة استخراج الغبار في حالة الفرن 8 في وضع الباب المفتوح. كان التكوين الأول هو التكوين الأساسي ، بينما تضمن التكوين الثاني إضافة فتحات ثابتة والإغلاق غير الصحيح للتنفيس.
أظهرت النتائج أنه في الحالة الثانية ، لوحظ استخراج الغبار أعلى بكثير من تكوين خط الأساس ، مما يسمح بإخلاء أسرع أقرب إلى مصدر الانبعاثات. هذا يساعد على ضمان بيئة عمل أنظف وأكثر أمانا.
تأثير أنواع مختلفة من أجهزة التهوية الثابتة
ثم تضمنت عمليات المحاكاة التي أجريت تركيب مهوية نجار جديدة فوق الفرن 8. أظهرت نتائج عمليات المحاكاة أن مهوية النجار المضافة حديثا كان لها تأثير كبير على تدفقات الهواء. هناك اختفاء للتدفق الموجه من الفرن 8 إلى مهويات النجار الصغيرة الموجودة بالفعل.
فيما يتعلق بتوزيع درجة الحرارة ، تشير النتائج إلى توزيع مشابه لتوزيع السيناريوهات السابقة ، ولكن مع انخفاض صاف في درجة الحرارة تحت السقف بفضل وجود مهوية النجار.
تنخفض درجة الحرارة تحت السقف بشكل كبير بفضل الإخلاء السريع للهواء الساخن المحمل بالحرارة بواسطة مهوية النجار. وتسلط النتائج الضوء أيضا على أن لا يزال إجمالي إنتاجية الاستخراج ثابتا على نطاق واسع ، مع زيادة طفيفة مقارنة بالتكوين الحالي. توضح هذه النتائج فعالية مهوية النجار المضافة فوق الفرن 8 إلى تفريغ الهواء الساخن المحمل بالحرارة بسرعة. وبالتالي فإن هذا التعديل يساهم في تحسين تدفق الهواء والظروف الحرارية في المبنى.
دراسة إشعاع الفرن
تأثير أنواع مختلفة من أجهزة التهوية الثابتة
توفر الدراسة الإشعاعية كجزء من التحليل الحراري الهوائي للمصنع فهما أفضل لتأثير الإشعاع الحراري ، وتقيم التفاعل بين الإشعاع والحمل الحراري ، وتحدد المناطق التي يلزم فيها إجراء تعديلات لتحسين الظروف الحرارية داخل المصنع. هذا يحسن راحة العمال ، ويمنع مشاكل ارتفاع درجة الحرارة ، ويحسن كفاءة الطاقة في المصنع .
لذلك أجريت عمليات محاكاة لتقييم الانتقال الإشعاعي من الفرن 8 إلى الجدران المحيطة في سيناريوهين مختلفين. يتوافق السيناريو الأول مع التكوين المعتاد حيث يتم إغلاق الفرن 8. أظهرت النتائج أن التدفقات الإشعاعية العالية قد استقبلت من الواجهة الشمالية والجدار المواجه للفرن والسقف المنخفض مع درجات حرارة قصوى تصل إلى حوالي 70 درجة مئوية. السيناريو الثاني يتعلق بالفرن 8 مفتوح بدرجة حرارة داخلية 500 درجة مئوية لمراعاة تبريد الفرن المفتوح. ثم تخضع نفس المناطق أيضا لتدفقات إشعاعية عالية مع درجات حرارة قصوى تبلغ حوالي 75 درجة مئوية.
توضح هذه النتائج التأثير الكبير للانتقال الإشعاعي من الفرن 8 إلى الجدران المحيطة. وهي تسلط الضوء على المناطق التي تتلقى أعلى تدفقات إشعاعية ، بما في ذلك الواجهة الشمالية والجدار المواجه للفرن 8 والسقف السفلي.
تقييم التحليل الحراري الهوائي للمصنع
تحليل الظروف الحرارية: تحديد مناطق الخطر والتوصيات لتحسين راحة العمال
جعلت خبرة شركتنا من الممكن إيجاد حلول تقنية لإضافة فرن جديد في المصنع وتحسين الراحة الحرارية للعمال. أدت التعديلات التي تم إجراؤها إلى انخفاض كبير في درجات الحرارة تحت السقف وفي مناطق العمل ، بالإضافة إلى تحسين التهوية عن طريق تقليل تدفق الهواء الساخن في مناطق محددة.
حدد التحليل الإشعاعي أيضا ثلاث مناطق يكون فيها النقل الإشعاعي أكثر كثافة ، مما قد يشكل خطرا على العمال. تساهم هذه النتائج في فهم أفضل لتدفقات الهواء والظروف الحرارية ، وتجعل من الممكن صياغة توصيات لتحسين التهوية ودرجة الحرارة وظروف العمل بشكل عام داخل الموقع.
ملخص فيديو للدراسة
ملخص الدراسة
تركز الدراسة التي أجريت على الوضع الأمثل للفتحات من أجل تحسين الراحة الحرارية لمصنع الألومنيوم Dunkerque ، والذي يستخدم نظام تبريد التهوية الطبيعية. الهدف هو تحديد ما إذا كان نظام التهوية الحالي كافيا لإضافة فرن 8 ، وإذا كان الأمر كذلك ، لاقتراح حلول.
تم إجراء قياسات أولية مختلفة ، مثل اختبارات الدخان لمراقبة حركات الهواء وقياسات درجة الحرارة والصور الحرارية لتحديد مصادر الحرارة. تم استخدام هذه البيانات لإنشاء نموذج 3D للمصنع الذي تم فيه إجراء المحاكاة العددية CFD.
تستخدم محاكاة CFD لدراسة تدفقات السوائل ومحاكاة الظروف الجوية والحرارية للمصنع. أظهرت النتائج أن إضافة بعض أجهزة التهوية من شأنه أن يسمح بإخلاء أسرع ومستهدف للهواء الساخن ، وبالتالي تحسين التشغيل الجوي للموقع.
في الختام ، مكنت هذه الدراسة من تحديد الموضع الأمثل للفتحات لتحسين الراحة الحرارية لمصنع الألومنيوم Dunkerque بهدف إضافة فرن 8. قدمت نتائج محاكاة CFD توصيات دقيقة لتحسين كفاءة الطاقة ورفاهية مشغلي المحطة.
