Verrerie de la Loire
Em poucas palavras
A EOLIOS Ingénierie forneceu uma visão geral das condições termo-aerodinâmicas dos diferentes fenómenos que ocorrem na vidraria de Veauche em relação aos processos do forno e da máquina IS.
Verrerie de la Loire
Ano
2020
Cliente
O-I
Localização
França
Tipologia
Artigos de vidro
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Principais objectivos da missão
O principal desafio para as fábricas de vidro é otimizar os fluxos de calor e de ar. O vidro que sai dos fornos tem de ser devidamente arrefecido, mantendo um ambiente de trabalho adequado para os operadores. Para este trabalho, a equipa EOLIOS colocou à disposição a sua experiência em engenharia do vidro para validar e ajudar o gabinete de estudos a controlar os fenómenos termo-aerodinâmicos induzidos pelas diferentes fases de fabrico a temperaturas muito elevadas.
Criar um gémeo digital
Para este estudo, o conjunto do sítio de Veauche foi reproduzido num programa informático 3D. A reprodução 3D do sítio dá origem a um gémeo digital. Para que o estudo CFD seja correto, deve reproduzir fielmente todos os volumes de ar, a arquitetura do edifício e os fornos e máquinas IS.
Além disso, os resultados têm em conta numerosos fenómenos físicos, tais como as temperaturas radiantes das paredes, as correntes de ar térmicas dos processos de fabrico, a pressão do vento, a localização e as características das resistências ao fluxo de ar e a presença de sistemas mecânicos de circulação de ar.
Ao criar um gémeo digital altamente detalhado, podemos efetuar cálculos altamente precisos e identificar rapidamente potenciais problemas térmicos. Ao analisarmos estes resultados numa perspetiva global ou local, podemos antecipar potenciais problemas e desenvolver soluções inovadoras que se adaptem às diferentes complicações identificadas.
Descrição das máquinas IS
As máquinas IS são máquinas de moldagem de vidro. Inicialmente, a máquina é abastecida com vidro a partir do cais de receção através de um canal de distribuição conhecido como alimentador. O papel do alimentador é levar o vidro ao distribuidor à temperatura exigida pela máquina de moldagem, assegurando ao mesmo tempo que a temperatura é uniforme em toda a secção de vidro.
Dadas as temperaturas muito elevadas que estas máquinas envolvem, constituem uma parte essencial do estudo, tal como os fornos. A EOLIOS pretende estudar os fluxos de calor e de ar em torno destas máquinas, tendo em conta a ventilação natural proporcionada pelas condutas de ar e o calor libertado pelo vidro. Estas máquinas estão em contacto com os operadores, pelo que é necessário garantir o respeito das suas condições de trabalho.
Principais resultados obtidos
Durante as simulações CFD, a equipa da EOLIOS concentrou-se na ventilação natural da fábrica de vidro e nas temperaturas no interior da fábrica. Inicialmente, o EOLIOS conseguiu detetar que a aedicula do telhado estava a sobreaquecer, com temperaturas de cerca de 50°C. Por conseguinte, é necessário ter grelhas na parte superior para evitar a estagnação do ar quente.
Esta análise revelou igualmente o principal fator de circulação do ar no volume do edifício. O calor gerado pelo processo no forno e nas máquinas IS aquece as massas de ar, que são então postas em movimento pela corrente de ar térmica(efeito de chaminé) e pelaventilação do processo.
O estudo abordou depois o caso dos fluxos termo-aerodinâmicos das máquinas IS. Na configuração atual do edifício, sem aberturas naturais, tal não parece ser o ideal. Foi também efectuado um estudo de difusão de poluentes para verificar se os fumos de gordura das máquinas IS são extraídos corretamente. Este facto foi considerado como estando em conformidade com as normas de segurança.
Estudo da extração da poluição das máquinas IS - 3D Viewer
As vantagens da simulação CFD para os fabricantes de vidro
A simulação digital oferece novas perspectivas aos gabinetes de design. Isto permite planear um grande número de cenários e, consequentemente, controlar os imprevistos ligados a uma má conceção. No caso das fábricas de vidro, a modelização multifísica pode ter em conta todos os fenómenos que provocam fluxos de calor e de ar.
Graças aos seus servidores de cálculo, os modelos EOLIOS podem ser simulados na sua totalidade, com um elevado grau de precisão, num espaço de tempo muito curto. Além disso, a experiência da EOLIOS em aerodinâmica geral permite à nossa equipa propor soluções inovadoras e pertinentes em caso de problemas de sobreaquecimento. No entanto, implementar simulações CFD no seu processo de conceção significa recorrer a especialistas em mecânica dos fluidos, engenharia térmica e simulações numéricas para garantir que não surgem problemas no futuro.
Resumo em vídeo do estudo
Os nossos estudos de engenharia CFD permitiram-nos simular a transferência de calor e de ar que ocorre no ambiente das fábricas de vidro. Isto inclui a avaliação das temperaturas e dasvelocidades do ar nas diferentes áreas da fábrica de vidro, bem como das pressões, dos níveis de poluição e dos níveis de CO2. As simulações CFD foram também utilizadas para avaliar a qualidade do ar no interior das fábricas de vidro e para estimar os níveis de poluentes no interior e no exterior. Isto pode ajudar a determinar se o sistema de ventilação é suficientemente eficiente para manter níveis aceitáveis de poluentes.
No final, a EOLIOS conseguiu projetar as aberturas de ventilação natural, no âmbito da ampliação e remodelação da fábrica.
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