La boîte à outils BMA
Simulation numérique
de la mécanique des fluides (CFD)
La simulation numérique est la clef qui permet de sonder l’intérieur de la « boîte noire » que peut représenter un procédé de combustion industriel.
Dans le cas d’équipements thermiques (chaudière, four, séchoir, cheminée, échangeur, etc.), il est encore plus difficile d’obtenir des données d’opération à cause des hautes températures.
La simulation numérique (CFD : Computational Fluid Dynamics) permet donc d’ouvrir cette boîte noire afin de révéler les secrets que peut vous cacher votre installation.
Notre outil permet aussi de développer et d’optimiser de manière très précise de nouveaux concepts grâce à la modélisation et à la simulation d’une maquette numérique.
Basés entre autres sur un framework STAR-CD & STAR-CCM+, nos ingénieurs ont créé de nombreux logiciels et librairies maison pour simuler les divers phénomènes de la combustion. Ce plein contrôle de nos outils nous donne une très grande flexibilité d’adaptation permettant de réaliser des études sur mesure.
La simulation numérique peut reproduire :
- L’écoulement et le mélange des fluides (liquides, gazeux)
- Le transfert et les flux de chaleur
- La combustion de plusieurs types de combustibles (gazeux, liquides et solides)
- La formation et les concentrations des polluants (CO, NOx, etc.)
- La turbulence et l’effet de mélange
- La dispersion des particules
- L’ébullition
- L’écoulement diphasique (huile, vapeur, air)
- L’acoustique
Exemples d’utilisation de la CFD
- Tester les performances de prototypes avant la fabrication et l’industrialisation
- Supprimer les problèmes de mise à l’échelle. Les simulations sont effectuées en utilisant la géométrie réelle de l’équipement et non pas à une échelle réduite comme c’est souvent le cas avec les modèles analogiques.
- Éliminer les essais-erreurs coûteux grâce à l’expérimentation virtuelle. Cela est idéal lorsque l’équipement en question doit demeurer en opération et n’est pas disponible pour des tests.
- Fournir des informations qui seraient difficilement obtenues sur le terrain de par leur nature ou l’emplacement des sondes de mesure nécessaires. Cela est idéal pour optimiser la performance et la productivité en identifiant les facteurs limitants du procédé .
- Améliorer l’opération d’équipement en testant leur performance avant l’implantation. Il n’est plus nécessaire de se fier à des corrélations empiriques puisque la CFD permet de reproduire le vrai comportement. Par exemple, au lieu de se fier à des corrélations de perte de charge pour déterminer celle de votre équipement, la CFD permet de déterminer les vraies courbes de perte de pression pour toute la plage d’opération.
Exemples de systèmes simulés
- Chaudière (gaz naturel, huile, charbon, biomasse)
- Brûleur (faible émission de NOX, bi-combustible, pre-mix, etc.)
- Four
- Séchoir
- Incinérateur
- Appareil de chauffage
- Fournaise
- Conduite d’air et de gaz de combustion
- Boîte à vent
- Échangeur de chaleur
- Système CVC
- Réservoir de désulfurisation
- Tour de refroidissement
- Turbine
- Pompe
- Désurchauffeur
- Cheminée
- Cas d’ingénierie éolienne
Analyse de la circulation
de l’eau dans les chaudières
BMA possède le logiciel BOILER II, développé à l’interne, permettant d’analyser la circulation naturelle ou assistée de l’eau dans les tubes d’une chaudière.
Que vous soyez un fabricant ou un opérateur de chaudières, le logiciel reproduit l’ébullition et l’écoulement diphasique. Notre modèle est en mesure de prédire les conditions d’écoulement telles que les débits, vitesses, qualités, fractions de vide, caractéristiques de transfert de chaleur, les différents régimes d’écoulement, les flux de chaleur critiques et les limites d’assèchement intermittent à l’intérieur des tubes.
Une analyse de circulation dans vos chaudières peut vous aider à :
- Détecter les problèmes d’écoulement d’eau et de surchauffe des tubes qui pourraient entraîner une défaillance des tubes (fuite ou rupture).
- Concevoir une chaudière pour un manufacturier afin de tester et d’affiner rapidement de nouvelles idées.
- Déterminer s’il est possible d’augmenter la production de vapeur sans compromettre la circulation naturelle d’eau dans la chaudière, BMA aidera ensuite à déterminer la nature des changements.
Laboratoire biomasse
Notre installation est composée d’un ensemble de technologies brevetées, éprouvées et testées. Elle nous permet de concevoir une chambre de combustion et ses auxiliaires adaptée à chaque combustible et à chaque projet. Ce système est basé sur plusieurs développements technologiques :
- Grilles Minces
- Mécanique de vibration à fréquences variables
- Brûleur de braises sous grille
- Circulation d’eau optimisée en CFD
- Circulation d’air optimisée en CFD
- Algorithmes et dispositifs de contrôle avancés
Cet outil nous permet de :
- Caractériser les combustibles, leurs paramètres de combustion et les produits de leur combustion
- Concevoir une grille et une chambre de combustion adaptées au combustible et à la règlementation sur les émissions en place
- Optimiser et intégrer la chaudière, la turbine et les équipements auxiliaires
Atelier d’essais
et de prototypage
Nous possédons un petit atelier complémentaire à nos services. Il nous permet de tester et valider quelques concepts physiquement, à différents stades de développement.
Nous réalisons des tests rigoureux, et nos évaluations aideront à garantir la viabilité d’un système, à veiller à ce qu’il respecte les réglementations et à révéler les points cruciaux devant être améliorés.
Fiez-vous à l’expertise de nos ingénieurs pour évaluer la capacité de votre concept à respecter une exigence donnée, pour simuler le fonctionnement d’un produit, pour mettre au point un prototype à petite ou grande échelle ou pour résoudre des problématiques complexes.
Voici quelques travaux effectués dans notre atelier :
- conception et fabrication de bancs d’essai
- tests mécaniques
- fabrication et assemblage de prototypes
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Brais Malouin et Associés inc.
455 rue Viens Mont-Saint-Hilaire, QC J3G 4S6 CANADA
(514) 382-8866
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