Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie Melding niet meer tonen
the engineers of development
Image

ANSYS Multiphysics simulatie evaporative cooling reactor

AKOS simuleert met ANSYS Multiphysics een combinatie van meerfase gas/vloeistof-stroming, straling, thermische warmtehuishouding en mechanische sterkte.

In een zogenaamde Evaporative Cooler dient instromend gas met een temperatuur van 1150 °C gekoeld te worden tot 180 °C d.m.v waterinjectie. Dit vindt plaats door acht geplaatste Spray Nozzles in bovenkant van deze reactor. De positionering van deze Nozzles bepaalt in hoge mate de efficiency van het proces. De reactor is aan de binnenzijde voorzien van een refractory lining om te voorkomen dat de stalen reactorwand oververhit raakt. Eventuele waterdruppels die op deze refractory vallen hebben een desastreuze uitwerking, de refractory brokkelt lokaal af.

De positionering van de spray nozzle moet voorkomen dat de wand geraakt wordt door druppels. De spray nozzles steken relatief diep in de reactor en worden verhit door de gasstroom. Bij de positionering van de nozzles moet voorkomen worden dat deze nozzles voornamelijk aan een zijde heet worden en hierdoor krom trekken.

Met multiphysics simulatie in ANSYS CFX in combinatie met ANSYS Mechanical, zijn al deze aspecten onderzocht. Het betreft een CFD meerfase simulatie van de gasstoom in combinatie met de injectie van de waterdruppels uit de Spray Nozzles. De druppels worden gesimuleerd met de Particle Tracking methode. De verplaatsing van de druppels, het verdampingsproces en de verdampingswarmteonttrekking vanuit de gasstroom worden berekend, tot het moment dat deze druppels geheel zijn verdampt.

Bij deze simulatie is een stralingsmodel geïntegreerd. De warmtestraling vanuit de hete reactorwanden wordt betrokken in de thermische balans van de gehele reactor. Ook de bepaling van de uiteindelijke reactorwandtemperatuur is van belang om te komen tot een mechanisch verantwoord design.

De combinatie van meerfase gas/vloeistof-stroming, straling en de thermische warmtehuishouding en de uiteindelijke invloed op de mechanische sterkte maakt dit tot een vrij unieke simulatie, mogelijk door de toepassing van ANSYS Multiphysics. De complexiteit van de analyse vereist een zeer krachtige computer en is daarom uitgevoerd op het High Performance Computing cluster van AKOS.

Data

Gas stroom 1150 °C / 305.000 m3/hr
Waterinjectie 34.000 ltr/hr

Benieuwd wat AKOS voor uw projecten kan betekenen? Informeer bij:
Ferry BoersManager Industrial Projects