ورشة صناعية – المكسيك
في بضع كلمات:
يهدف مهندسو EOLIOS والخبراء في النمذجة وميكانيكا الموائع إلى تحسين راحة المشغل في جميع أنحاء خط الإنتاج من خلال مراعاة القيود المحيطة (درجة حرارة الهواء المحيط وسرعته وإخلاء الدخان) وخاصة على مستوى الأقواس.
يتمثل التحدي الذي يواجهه مثل هذا المشروع في التحكم في الظواهر الحرارية الخاصة التي تسببها المراحل المختلفة للتصنيع في درجات حرارة عالية جدا في المنطقة.
في هذا السياق ، درس مهندسو EOLIOS لدينا المبادئ الهوائية والحرارية المختلفة التي تحكم التمارين الهوائية ، وحركة الهواء في المصنع ، وفقا لتكوين الأنظمة المختارة.
ورشة صناعية
سنة
2023
زبون
نورث كارولاينا
الترجمه
مكسيكو سيتي
تصنيف
صناعة
متابعة التصفح:
مشاريعنا الأخرى:
آخر الأخبار:
تحجيم التهوية الطبيعية لورشة صناعية
واجه مهندسو EOLIOS لدينا العديد من القيود بسبب خصائص الموقع والبناء:
- درجات حرارة الجدار المشع لها تأثير قوي على الراحة الحرارية
- السحب الحراري من عمليات التصنيع
- ضغط الرياح والمقاومة الداخلية لتدفق الهواء العمودي
- خصائص الموقع ومقاومة التدفق لفتحات المغلف
- التضاريس المحلية والحماية الفورية لهيكل المبنى من الرياح
- وجود أنظمة ميكانيكية تقوم بتدوير الهواء حول عناصر الإنتاج مما يجعل مجمع التصميم التقليدي
نظرا لأن المبنى غير مكيف ، فإن المصدر الوحيد للتبريد هو توفير الهواء النقي عن طريق السحب الطبيعي للفتحات الثابتة على السطح ، أو عن طريق التهوية القسرية. لذلك يتطلب تحسين الراحة الحرارية تحجيم دقيق لفتحات التهوية الطبيعية.
استجاب مهندسونا لقضايا مختلفة مثل:
- إخلاء الأبخرة والغازات الناتجة عن الأقواس (خاصة بواسطة الشعلات الداخلية)
- تحديد أبعاد التهوية الطبيعية أو الميكانيكية فيما يتعلق بالامتداد الجديد لمبنى منصات نقالة.
- اقتراح حلول لتحسين الراحة الحرارية وتحسين جودة الهواء.
- الحد من تسلل الغبار والبعوض.
قضايا تلوث الهواء الخاصة بورشة العمل
ورشة الإنتاج لديها قيود محددة تتعلق بعمليات التهوية الطبيعية.
استخدام التهوية متنوع:
- مكافحة ارتفاع درجة الحرارة من أجل الحفاظ على ظروف عمل مقبولة وضمان التشغيل السليم دون مخاطر بشرية ومادية
- إمداد الهواء لمختلف المراوح وأنظمة النفخ للآلات
في هذا السياق ، تؤدي 3 مصادر لتلوث الهواء الخارجي إلى صعوبات في إدارة التهوية:
- منطقة بها ذباب وبعوض وحشرات أخرى يبلغ قطرها قريبا من مم.
- بقايا من احتراق قصب السكر (الرماد) بترتيب مم ، أصلها استغلال الحقول في المنطقة. هذه هي المخلفات الأكثر تحديدا في أنظمة الحواجز الرملية المجهزة بشاشات مزدوجة.
-
غبار ناعم من الأراضي المحيطة. يؤدي المناخ الجاف ، جنبا إلى جنب مع التربة ذات الرواسب الدقيقة جدا ، إلى الهروب الطبيعي للغبار في وجود الرياح. وتتفاقم هذه الظاهرة من خلال وجود نشاط على هذه الأراضي الجافة (الشاحنات المارة ، والدوس ، وما إلى ذلك) والمحاجر في المنطقة. الغبار الناعم للموقع ، بمجرد تفجيره ، لا يتراجع ويمكن نقله على بعد عدة مئات من الأمتار.
تدقيق الدخان
الهدف هو إجراء تقييم للأنظمة المثبتة ، وقياس ظروف درجة الحرارة الداخلية وتوصيف الظروف الحرارية الهوائية الرئيسية للمساحة من أجل تحقيق توازن بين المنشآت القائمة. في الصناعة ، يمكننا إجراء عمليات تدقيق الدخان من أجل معايرة المحاكاة العددية فيما يتعلق بالظواهر الحقيقية.
فيديوهات تدقيق الدخان
من بين أمور أخرى ، يتكون التدقيق من أخذ قياسات درجات حرارة الهواء وسرعة الهواء ، وتحليل حركات القنابل الدخانية ، وإنتاج دعم الفيديو وتقرير التدقيق الذي يسمح بتعليقات جميع أصحاب المصلحة. سيتم تقديم توصيات إضافية (استخدام فتحات التهوية ، وأبواب الوصول إلى القبو ، وما إلى ذلك) وفقا للملاحظات المختلفة في الموقع.
تقدم هذه الصفحة نظرة عامة على عملية التدقيق من أجل شرح بروتوكول المشاركة الخاص بنا.
حركة الهواء مع الغرف الأخرى الملامسة لأرضية الإنتاج
أرضية الإنتاج هي منطقة يدار مناخها عن طريق التهوية الطبيعية. على هذا النحو ، فهي غير مجهزة بنظام ميكانيكي ومن المفترض أن يتم ضمان دوران الهواء عن طريق النقل الطبيعي بين مداخل الهواء في الجزء السفلي ومستخرج طبيعي على السطح.
نبهت فرق الموقع خبرائنا إلى وجود غبار وبقايا على طول أرضية جهاز التهوية الثابتة في منطقة المعالجة النظيفة.
سلط تحليلنا الضوء على حقيقة أن نقل الهواء الكبير يحدث في اتجاه منطقة الديكور ثم نحو منطقة التعبئة والتغليف. في الواقع ، تم تجهيز هذه المناطق بمراوح سقف ميكانيكية تساهم في المنخفض فيما يتعلق بمنطقة التهوية الطبيعية.
التهوية الطبيعية الصناعية
يتم إجراء التهوية الطبيعية (للاختلافات الصغيرة في درجات الحرارة) عبر محركات هوائية حرارية ذات دلتا ضغط منخفض للغاية. إن وجود واقيات الرمل ، مما يزيد من انخفاض ضغط مآخذ الهواء ، يترك جهاز التهوية الثابت كمنطقة نقل مفضلة (فتحة خارجية بسيطة).
في هذا السياق ، يتم تفضيل مداخل الهواء عبر السقف بمجرد مرور Fenwick في اتجاه الغرفة الملحقة. يؤدي فتح أبواب Fenwick إلى امتصاص الهواء عبر جهاز تهوية السقف: تبلغ سرعة الهواء في المدخل >1.7 م / ث (أي حوالي 100000 م 3 / ساعة نقل).
في هذا السياق (مبنى متصل بالتهوية الطبيعية للمباني تحت الاستخراج الميكانيكي عن طريق إضافة انخفاضات ضغط كبيرة إلى المداخل الطبيعية). خلص مهندسونا إلى أنه لن يكون من الممكن تشغيل جهاز التهوية الثابت هذا بشكل مرض في الاستخراج الطبيعي.
إن زيادة عدد مداخل الهواء ستجعل من الممكن الحد من هذه الظاهرة قليلا ، لكن فقدان الضغط على الحاجز الرملي يبدو أكبر من أن يمنع الفراغ الميكانيكي للمبنى عن طريق نقل الهواء.
اختتام تدقيق الموقع
تعاني ورشة الإنتاج من مشاكل تتعلق بتعرضها لأشعة الشمس ووجود أنظمة تطلق كميات كبيرة جدا من السعرات الحرارية. سرعات الهواء أعلى قليلا من المبنى المجاور بسبب نسبة الانفتاح إلى حجم المبنى.
تساعد الأنظمة أيضا على تسخين الفضاء عن طريق إطلاق عمود من الهواء شديد السخونة عند المدخل والمخرج الذي يتبدد في الغلاف الجوي. هم المحرك الرئيسي للحركة الجوية في المنطقة.
تحسين الراحة الحرارية الهوائية
نمذجة العقود مقابل الفروقات للعمليات الصناعية
نتولى الخصائص الحرارية للجدران والعملية. القيم المدرجة في حساب CFD هي القيم المحاكاة للمشروع.
في النموذج العددي ، تكون العناصر كما هي موصوفة ، وفقط كما هي موصوفة. عندما يتعلق الأمر بالظرف ، غالبا ما يؤدي ذلك إلى الكمال السريالي : المواد متجانسة تماما ويتم تنفيذها بشكل مثالي. الجسور الحرارية الوحيدة هي تلك الموصوفة ، ومن المعقد للغاية في أحسن الأحوال ، إن لم يكن من المستحيل ، توقع جميع الجسور الحرارية (تؤخذ الجسور الحرارية الهيكلية وتلك المتعلقة بنظام التثبيت في الاعتبار بشكل عام ؛ لا تؤخذ الجسور الحرارية بسبب فتحات الشبكة أو الممرات في الاعتبار بشكل عام).
لذلك سيكون التحدي الرئيسي لعلامة التبويب هذه هو التمييز بين القيمة المستهدفة ، الناتجة عن أداء المواد ، والقيمة المحاكاة ، مع مراعاة العيوب الحتمية في التنفيذ.
نمذجة CFD لأنظمة التهوية الطبيعية
يتم تركيب واقيات الرمل في معظم فتحات الهواء لنقل الهواء من الخارج.
تم تجهيز واقيات الرمال بناموسيات على أسطحها الداخلية.
في دراسة CFD ، تم تصميم الدروع الرملية بطريقة تحصل على تدفق هواء مكافئ دون تقييد النموذج العددي.
نموذج 3D CFD
الغرض من مقتطف هذا الفصل هو تقديم الخطوط الرئيسية لنموذج 3D المنتج لدراسة CFD الأساسية. خصوصيات النماذج العقود مقابل الفروقات المتعلقة بقوة حلالها فيما يتعلق بجودة نموذج 3D تعني أن النموذج الهندسي قد تم إعادة تشكيله بالكامل. تم إجراء التبسيط المتعلق بالمنحنيات والحواف والنقاط والعناصر الصغيرة.
استخدم نموذج CAD الخارجي هندسة الموقع بدون بيئته. تم صنعه من خطط المقطع العرضي ونموذج المشروع هو إحياء.
تم تصميم النموذج لمراعاة نقل الهواء والحرارة في القاعة.
لقد أولى مهندسو EOLIOS لدينا اهتماما خاصا لنمذجة الأنظمة الصناعية من أجل ضمان أقصى قدر من الدقة. في الواقع ، نظرا لأن الأفران هي أحد المصادر الرئيسية لإطلاق الحرارة ، فإن لها التأثير الأكبر على الظواهر الحرارية الهوائية المحيطة.
من المهم مراعاة أقنعة الهواء حتى تتمكن من وصف حركات الهواء المختلفة في المنطقة.
كيف تؤهل الراحة الحرارية في الأماكن الساخنة؟
الراحة الحرارية هي رضا الفرد عن الظروف الحرارية لبيئته. الراحة الحرارية هي عندما لا يريد الشخص أن يكون أكثر دفئا أو برودة.
إنه شخصي وبالتالي يعتمد على التصورات الفردية. يتأثر بالنشاط البدني والملابس ومستويات وتقلبات خصائص البيئة الحرارية (درجة حرارة الهواء والإشعاع والتلامس والرطوبة وسرعة الهواء).
باللون البرتقالي ، تظهر مناطق الراحة الحرارية التي تم تكييفها وفقا لسرعات الهواء
دراسة توزيع سرعات الهواء
يوضح الشكل الأول أدناه تأثيرات خلط الحجم .
يمكن وصف الحركات الهوائية العامة للغرفة على مرحلتين تسببها مناطق إمداد الهواء المكونة من واقيات الرمل ثم مناطق الاسترداد.
بعبارات بسيطة ، اختلافات الضغط هي القوى الدافعة للتيارات الهوائية. بمعنى آخر ، يتدفق الهواء من مساحة الضغط العالي إلى مساحة الضغط المنخفض ، عندما تكون هذه القوى أكبر من انخفاض الضغط (الاحتكاك).
في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ، يتم تحفيز دوران الهواء بواسطة قوتين دافعتين:
- يحدث السحب الحراري عندما يؤدي الاختلاف في درجة الحرارة إلى اختلاف في الكثافة بين كتلتين هوائيتين. يبرز هذا التأثير من خلال ارتفاع أكبر في الحجم. “الهواء الدافئ يميل إلى الارتفاع.”
- توزيع الضغوط والفراغات التي تسببها أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في الحجم.
هنا ، يكون لأنظمة الإرجاع تأثير ضئيل جدا على سرعات الهواء داخل المبنى ، وتخضع حركات الهواء لارتفاع درجة حرارة مناطق الفرن.
دراسة توزيع سرعات الهواء
لا تتوافق سرعات الهواء مع أهداف الراحة لهذا النوع من النشاط في الصيف. سرعات هواء الإزاحة أقل من القيم المستهدفة للراحة الحرارية في البيئات الحارة.
تم العثور على أعلى سرعات الهواء في استمرارية أجزاء الرمال. وذلك لأن هذه المناطق هي مآخذ الهواء الرئيسية للقاعة.
من ناحية أخرى ، تسلط المحاكاة الضوء على وجود منطقة منخفضة السرعة بين الأقواس يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.
دراسة توزيع درجات حرارة الهواء
في غياب الحركة ، أو عندما تكون الحركات بطيئة وثابتة ، يشكل الهواء طبقات ذات درجات حرارة متجانسة تتداخل ، مع ملامسة الهواء الأكثر دفئا للسقف.
تسلط هذه التخفيضات الضوء على ظاهرة التقسيم الطبقي هذه ، وهي ظاهرة صريحة إلى حد ما.
درجة حرارة الهواء في المبنى محمومة بشكل عام ، حتى في الجزء السفلي حيث تكون درجة الحرارة أعلى بكثير من 35 درجة مئوية
دراسة الأعمدة الحرارية شديدة السخونة
تتيح رؤية الأعمدة الحرارية في سطح ISO تحديد المصادر المختلفة للحرارة العالية وتأثيرها في النموذج.
يؤدي انخفاض دوران الهواء في الأفران جنبا إلى جنب مع درجات الحرارة المرتفعة إلى ظهور مناطق ذات درجة حرارة عالية. تظهر المحاكاة أن الهواء بين الأفران يرتفع في درجة الحرارة ويميل إلى التدفق تحت السقف. ومع ذلك ، بمجرد أن يكون الهواء الدافئ تحت سقف معلق ، يكافح من أجل الإجلاء إلى الخارج.
بالإضافة إلى ذلك ، تظهر نتائج الدراسة أن أغطية مدخل الفرن لا تسمح باستخراج كل الهواء المحمل بالسعرات الحرارية. هذا يرجع أساسا إلى تصغير حجم تدفق الشفط.
يميل الهواء الخارج من الفرن ، الذي لا يمتصه غطاء المحرك ، إلى التوجه نحو السقف. هذه الظاهرة تساهم في ارتفاع درجة حرارة الغرفة.
ظاهرة أخرى لا تؤخذ في الاعتبار ، ولكنها يمكن أن تؤثر على تهوية الغرفة ، هي القصور الذاتي الحراري للمنتجات ، والتي يمكن أن تنبعث منها السعرات الحرارية عند خروج الفرن في المنطقة.
لا يبدو أن مدخنة العادم الخلفية للفرن ، والتي تعمل في التهوية الطبيعية ، فعالة بما يكفي لاستعادة جميع السعرات الحرارية. في الواقع ، كما هو موضح أعلاه ، يميل الهواء الخارج من الفرن ، المحمل بالسعرات الحرارية ، إلى التحرك نحو السقف ، مما يساهم في ارتفاع درجات الحرارة.
ومع ذلك ، لا تزال هناك عملية استخراج (لا يوجد ارتجاع داخلي يمكن أن يكون ناتجا عن اكتئاب الغرفة).
محاكاة العقود مقابل الفروقات للصناعة
تقدم المحاكاة العددية وجهات نظر جديدة للمصنعين . هذا يجعل من الممكن التنبؤ بالعديد من السيناريوهات وبالتالي التحكم في جميع الأحداث غير المتوقعة المتعلقة بالتصميم السيئ. في حالة مصانع الإنتاج ، تتيح النمذجة متعددة الفيزياء مراعاة جميع الظواهر في أصل التدفقات الحرارية الهوائية التي تحدث على طول السلسلة ، بدءا من ارتفاع درجة الحرارة إلى راحة الموظف.
بفضل خوادم الحساب الخاصة بها ، يمكن محاكاة نماذج EOLIOS بالكامل بدقة عالية في فترة زمنية قصيرة. بالإضافة إلى ذلك ، تسمح خبرة EOLIOS في علم الهواء العام لفريقنا بتقديم حلول مبتكرة وذات صلة في حالة حدوث مشاكل ارتفاع درجة الحرارة. ومع ذلك ، فإن تنفيذ محاكاة CFD في عملية التصميم الخاصة بك يعني استخدام خبراء في ميكانيكا الموائع والمحاكاة الحرارية والعددية لضمان عدم ظهور أي مشاكل في المستقبل.
يستفيد مهندسو EOLIOS لدينا من خبرة قوية في التدقيق من خلال المساهمة المباشرة بخبراتهم من أجل تحسين حل المشكلات المختلفة. تسمح معداتهم الحديثة بالقياس المباشر والمنفصل الذي يضمن تقييم الموقع والمعدات والمواد ، وإذا لزم الأمر ، الخبرة الحرارية بما في ذلك الأنظمة والخسارة والتحكم في المناخ بواسطة الأنظمة.
