Fábrica – Turbina eólica
Em poucas palavras
Os engenheiros da EOLIOS realizaram estudos CFD numa instalação de produção de turbinas eólicas, para garantir a climatização em condições extremas.
Fábrica - Turbina eólica
Ano
2022
Cliente
NC
Localização
Dinamarca
Tipologia
AVAC - Indústria
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Descrição do projeto
Conceção da distribuição do ar numa oficina de produção
O sistema de difusão é a parte visível de uma instalação AVAC. A difusão do ar determina o sucesso ou o fracasso da instalação. Isto porque influencia a perceção que o ocupante tem do seu conforto e da sensação de calor ou frio que sente.
Mas o conforto dos ocupantes também se reflecte na qualidade do ar interior, e a difusão do ar está intimamente ligada à qualidade do ar. Quando corretamente concebido, remove os poluentes e ajuda a criar um ambiente saudável para os ocupantes. Por outro lado, o sistema de difusão (produção de calor, arrefecimento e sopro final) é uma das principais fontes de consumo de energia. Por último, a difusão do ar e o conforto térmico são também definidos pela norma ISO 7730. Esta norma estabelece critérios qualitativos para medir e avaliar ambientes térmicos moderados. Por conseguinte, é importante ter em conta o sistema utilizado para distribuir o ar preparado na unidade central ou numa unidade terminal de ar condicionado. Regra geral, as velocidades do ar nas zonas ocupadas devem ser limitadas a menos de 0,2 m/s.
Controlo climático para grandes instalações industriais: o tratamento do ar no centro das questões
Para responder a estas exigências de qualidade do ar, conforto térmico, eficiência energética e controlo da humidade, é importante compreender bem os mecanismos que moldam a estrutura do fluxo de ar e ter uma boa noção dos vários fenómenos físicos que provocam a transferência de calor e humidade no interior do edifício.
Propomos uma abordagem capaz de responder a estas exigências através da utilização de códigos CFD (Computational Fluid Dynamics), que envolvem uma solução numérica das equações que regem a física do escoamento. A CFD é uma técnica de análise sofisticada que pode ser utilizada para estudar não só o comportamento do escoamento de fluidos, mas também a transferência de calor e humidade.
Neste contexto, o objetivo é simular, através do cálculo numérico, o comportamento termo-aerodinâmico dos diferentes fenómenos que ocorrem no futuro centro de conceção de uma turbina eólica. A abordagem e os resultados dos estudos são apresentados nos capítulos seguintes.
Objetivo de conforto
<O conforto de difusão na zona ocupada é caracterizado pelos seguintes critérios: ▪ Ausência de forte estratificação de temperatura na zona ocupada. ▪ Boa qualidade do ar interior. ▪ Ausência de correntes de ar na zona ocupada, aqui o objetivo é: 0,2 m/s abaixo de 4m.
Criação de um modelo de estudo digital
Sub-modelação de sistemas de distribuição de ar :
Simulação CFD das condições climáticas no chão de fábrica
Modelação da evaporação na simulação CFD
Questões :
A manutenção de um nível específico de humidade relativa é essencial para o processo de fabrico de turbinas eólicas.
Desenvolvimento de uma metodologia específica para integração em estudos CFD
Utilizamos a metodologia e as características desenvolvidas para os cálculos térmicos (entrada de calor, perda de calor). Os valores incluídos no cálculo CFD são os valores simulados para o projeto.
Num modelo digital, os elementos são como são descritos, e apenas como são descritos. Em termos de envelope, isto conduz frequentemente a uma perfeição sur realista: os materiais são perfeitamente homogéneos e perfeitamente aplicados. As únicas pontes térmicas são as que estão descritas e, na melhor das hipóteses, é muito complicado, se não impossível, prever todas as pontes térmicas (as pontes térmicas estruturais e as ligadas ao sistema de fixação são geralmente tidas em conta; as pontes térmicas devidas a orifícios ou passagens de rede não o são geralmente).
Não consideramos qualquer outra fonte de humidade para além dos sistemas.
O gradiente de humidade específico é zero, porque as superfícies são impermeáveis (o fluxo de humidade é zero). A humidade relativa é calculada a partir dos seguintes parâmetros: temperatura, pressão e humidade específica. As paredes são totalmente opacas à migração de vapor. De facto, a quantidade de água que migra nas paredes é pequena para a escala de tempo considerada.
Assume-se que a interface vapor-líquido está em equilíbrio termodinâmico e que a mudança de fase ocorre em condições saturadas (humidade relativa de 100%).
Estudo climático
As simulações CFD ajudaram a otimizar a conceção de uma oficina de produção de pás de turbinas eólicas, prevendo as condições climáticas para diferentes cenários de engenharia.
Os estudos permitiram-nosaider à melhorar a eficiência global de processonós de produção e à redeira o coûts. Elle à permis de visualiser a dinâmicaique de gripeides danos a emelprimeiro e de simútero de processonós tels que a ventilação, a refroideissement e l‘évacuação de poluentes.
Resumo em vídeo do estudo
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