Dimensionamento – Chaminés – Laboratório
Dimensionamento de uma rede de chaminés no laboratório
O principal objetivo deste estudo é compreender e melhorar o desempenho dos tubos de combustão em sistemas de combustão, com especial ênfase na redução das quedas de pressão e na eliminação do risco de condensação. Os tubos de combustão, se não forem corretamente concebidos, podem criar barreiras no fluxo, aumentando a necessidade de potência adicional para manter o fluxo necessário, o que resulta numa ineficiência energética significativa. Esta é uma questão crucial, uma vez que afecta não só aeficiência operacional, mas também a sustentabilidade global dos sistemas.
Além disso, aacumulação de condensação no interior das condutas pode levar a problemas de corrosão, reduzindo a vida útil da infraestrutura. Para tal, é necessárioum estudo aprofundado do comportamento térmico e dinâmico dos fluidos no interior das tubagens, a fim de propor soluções de projeto adequadas que minimizem estes efeitos indesejáveis. Em última análise, o projeto visa promover a segurança e a sustentabilidade dos sistemas de gestão de gases de combustão.
Conceção e cálculo de quedas de pressão em condutas de combustão de laboratório
Ano
2025
Cliente
Laboratório nacional francês de metrologia e ensaios (LNE)
Localização
França
Tipologia
Processo industrial
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Reduzir as quedas de pressão e a condensação nos sistemas de combustão
Diagnóstico das restrições de combustão para um desempenho ótimo
Quando as temperaturas descem abaixo do ponto de orvalho dos gases de combustão, pode ocorrer condensação, levando à acumulação de líquido potencialmente corrosivo. Isto não só danifica os tubos, como também pode comprometer a segurança de todo o sistema. As normas industriais e regulamentares também impõem requisitos rigorosos em termos de segurança e desempenho sustentável para evitar estes riscos. Por último, os condicionalismos práticos, como oespaço limitado para a instalação dos tubos,o acesso para manutenção e o cumprimento dos regulamentos locais, podem influenciar significativamente a conceção e a instalação dos sistemas.
Critérios técnicos para maximizar a eficiência dos tubos de combustão
Para garantira eficiência e a fiabilidade dos tubos de combustão, é necessário respeitar rigorosamente uma série de critérios técnicos e de conceção. Em primeiro lugar, a redução das perdas de pressão exige uma conceção que favoreça o fluxo de fumo mais suave e constante possível, minimizando os ângulos de curvatura e evitando obstáculos no percurso do fluxo. Esta otimização estrutural limita a necessidade de energia adicional para movimentar os gases de combustão, reduzindo assim os custos energéticos.
Além disso, é essencial um isolamento térmico adequado para manter as temperaturas internas do tubo acima dos pontos de orvalho calculados para os vários componentes do gás de combustão. Isto ajuda a evitar qualquer forma de condensação que possa não só deteriorar os tubos, mas também levar a fugas e danos imprevistos. A escolha dos materiais também é crucial, exigindo metais resistentes à corrosão ou revestimentos concebidos para suportar as condições ácidas potencialmente causadas pelos fumos.
Modelação CFD: uma revolução na análise de gases de combustão
Melhorar o desempenho dos gases de combustão utilizando a tecnologia CFD
A modelação da dinâmica de fluidos computacional (CFD) está a revelar-se uma ferramenta indispensável para este estudo, fornecendo soluções analíticas para os desafios complexos colocados pela gestão dos gases de combustão. O CFD torna possível recriar com precisão as condições internas dos tubos de combustão, permitindo uma visualização detalhada dos fluxos de fluido. Graças a esta tecnologia, é possível avaliar o impacto de cada elemento do projeto nas perdas de carga, otimizar as configurações para limitar essas perdas e, assim, melhorara eficiência energética global do sistema. As simulações também podem prever variações de temperatura ao longo das paredes dos tubos, identificando áreas críticas onde o risco de condensação é maior e permitindo que as intervenções sejam testadas sem os custos associados ao fabrico e instalação de um protótipo físico.
Ao fornecer dados valiosos sobre o comportamento dinâmico dos fluidos, o CFD permite explorar diferentes cenários de design antes de serem implementados, reduzindo significativamente o tempo e os custos associados ao desenvolvimento de novas instalações. Além disso, a capacidade de modelar o desempenho das tubagens em diferentes condições de funcionamento significa que as potenciais falhas podem ser previstas e atenuadas antes de ocorrerem, contribuindo assim para a fiabilidade e segurança do sistema.
Estratégias de otimização do percurso dos tubos para uma maior eficiência energética
Na conceção das condutas, foi dada especial atenção à escolha do trajeto para minimizar as perdas de carga. A otimização do percurso exigiu uma análise meticulosa das configurações possíveis, tendo em conta os constrangimentos espaciais e as caraterísticas inerentes aos locais de instalação. As curvas foram reduzidas ao mínimo, com preferência por curvas suaves de três segmentos em vez de ângulos agudos, a fim de reduzir a turbulência que aumenta a resistência ao fluxo. As secções de tubos foram concebidas para manter um diâmetro uniforme, evitando constrições abruptas que poderiam criar estrangulamentos. Além disso, a disposição coerente dos segmentos de tubos optimizou o traçado geral, reduzindo o comprimento total dos tubos e as perdas de carga associadas ao atrito interno.
Ao integrar uma abordagem de modelação CFD no processo de conceção, as simulações foram utilizadas paraidentificar as configurações mais eficientes, garantindo um fluxo laminar e contínuo e minimizando aenergia necessária para evacuar os fumos. Graças a estas estratégias de conceção, o sistema proposto não só cumpre os requisitos regulamentares, como também melhora o desempenho energético global, garantindo uma maior sustentabilidade e eficiência das instalações.
Otimização do gás de combustão em redes de tubagens por EOLIOS
A EOLIOS é reconhecida pelos seus conhecimentos técnicos avançados e pela sua capacidade de realizar projectos de engenharia de gases de combustão com rigor. Com uma vasta experiência em modelação CFD, a EOLIOS utiliza as mais recentes tecnologias para analisar e otimizar os fluxos de fumos, assegurando que as condutas são eficientes e cumprem as normas mais exigentes. Os engenheiros e especialistas da EOLIOS têm um conhecimento profundo da dinâmica dos fluidos e das restrições térmicas, o que lhes permite propor soluções inovadoras e personalizadas que incorporam as melhores práticas da indústria.
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Resumo em vídeo do estudo
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