Simulation numérique de dynamique des fluides		La simulation numérique ou CFD ("Computational Fluid Dynamics") implique la modélisation d'un équipement de procédés en trois dimensions et la simulation de l'écoulement à travers le modèle. Dans plusieurs cas, il est difficile et coûteux d'obtenir des mesures précises à l'intérieur d'un équipement industriel. Dans le cas d'équipements thermiques (chaudière, four, etc.), cela est encore plus difficile à cause des hautes températures. Par conséquent, la plupart des équipements deviennent une boîte noire. La simulation numérique permet d'ouvrir cette boîte noire et d'avoir une idée plus précise de l'opération interne de l'équipement. La simulation numérique peut reproduire: L'écoulement des fluides Le transfert de chaleur La turbulence La combustion La formation des polluants L'écoulement di-phasique L'ébullition Le mélange Des applications typiques incluent: Chaudières: gaz, huile, charbon, biomasse Incinérateurs Fours Brûleurs low NOx Échangeurs de chaleur Appareils de chauffage Fours rotatifs Les avantages Pour des équipements ou des procédés existants la simulation numérique permet de : obtenir de l'information détaillée sur des procédés qui sont difficiles à mesurer, sans les limitations imposées par les types de sondes et les emplacements où elles peuvent être installées; améliorer l'opération de l'équipement en optimisant l'aérodynamique de l'écoulement; trouver des points chauds ou des zones de recirculation non-désirées dans un four ou une chaudière; améliorer la performance et la productivité du procédé en trouvant les "bottlenecks" (utile surtout pour des procédés complexes); éliminer l'essai et erreur en chantier avec un outil virtuel. Idéale pour vérifier des nouveaux concepts sans modifier l'équipement actuel. Pour de nouveaux équipements ou procédés, la simulation numérique permet de : augmenter la compétitivité en utilisant un outil puissant de conception; économiser de l'argent et du temps en vérifiant la performance du prototype avant sa mise en oeuvre; éviter des problèmes d'échelle en vérifiant les nouveaux prototypes puisque les simulations sont effectuées en utilisant la géométrie exacte de l'équipement actuel et non un prototype à petite échelle; aider l'équipe de ventes à illustrer les avantages du produit. Le fonctionnement La première étape est de bâtir un modèle CAD de l'équipement qui est utilisé comme base pour le domaine de calcul. Ensuite, on construit une grille 3D pour remplir le volume du modèle CAD. Ceci est un procédé qui s'appelle maillage. Un maillage de 1.2 millions cellules pour un brûleur à bas NOx Ensuite, pour chacune des cellules, les équations suivantes sont résolues numériquement afin d'obtenir la solution finale: La conservation de masse; La conservation de la quantité de mouvement; La conservation d'énergie; Les équations de transport pour les composés chimiques; Les équations pour les propriétés physiques et thermodynamiques. Les résultats La simulation numérique produit une vue détaillée du champ d'écoulement, des vitesses, de la pression, de la température et des concentrations chimiques dans tout le domaine de calcul défini pour l'équipement. Lorsque la simulation numérique est appliquée aux problèmes actuels dans l'industrie, les résultats obtenus sont d'assez grande qualité, Dans cet autre exemple, une chaudière peut produire des émissions excessives de NOx. Ces émission ne sont mesurées qu'à la sortie de la chaudière. La simulation numérique permet de déterminer où, comment, et pourquoi les NOx sont produits. En effet, pour n'importe quelle application, la simulation numérique est un outil puissant permettant de résoudre des problèmes opérationnels puisqu'elle permet de comprendre la cause du problème. Exemples des projets complétés 1. Assistance à un fabricant de brûleurs pour concevoir un brûleur au gaz naturel à basses émissions de NOx. Étant donné que la production de NOx thermiques est dûe à une combinaison de hautes températures et de disponibilité de l'oxygène, la simulation numérique a été utilisée pour: 2. Assistance à un fabricant de chaudières pour la conception de différents types de chaudières. Chaudière tangentielle montée en chantier Chaudière radiante à neuf brûleurs
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