Dimensionamiento – Chimeneas – Laboratorio
Dimensionar una red de chimeneas en el laboratorio
El objetivo principal de este estudio es comprender y mejorar el rendimiento de los conductos de humos en los sistemas de combustión, haciendo especial hincapié en la reducción de las caídas de presión y la eliminación del riesgo de condensación. Los conductos de humos, si no se diseñan adecuadamente, pueden crear barreras en el flujo, aumentando la necesidad de potencia adicional para mantener el flujo requerido, lo que se traduce en una importante ineficacia energética. Se trata de una cuestión crucial, ya que afecta no sólo ala eficacia operativa, sino también a la sostenibilidad general de los sistemas.
Además, laacumulación de condensación en el interior de las tuberías puede causar problemas de corrosión, acortando la vida útil de la infraestructura. Esto exige unestudio en profundidad del comportamiento térmico y dinámico de los fluidos dentro de las tuberías, para proponer soluciones de diseño adecuadas que minimicen estos efectos indeseables. En última instancia, el proyecto pretende fomentar la seguridad y sostenibilidad de los sistemas de gestión de gases de combustión.
Diseño y cálculo de pérdidas de carga en conductos de humos de laboratorio
Año
2025
Cliente
Laboratorio nacional francés de metrología y ensayos (LNE)
Ubicación
Francia
Tipología
Proceso industrial
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Reducir las caídas de presión y la condensación en los sistemas de combustión
Diagnóstico de las limitaciones del conducto de humos para un rendimiento óptimo
Cuando las temperaturas descienden por debajo del punto de rocío de los gases de combustión, puede producirse condensación, lo que da lugar a una acumulación de líquido potencialmente corrosivo. Esto no sólo daña las tuberías, sino que también puede comprometer la seguridad de todo el sistema. Las normas industriales y reglamentarias también imponen estrictos requisitos de seguridad y rendimiento sostenible para evitar estos riesgos. Por último, las restricciones prácticas, comoel espacio limitado para la instalación de tuberías, elacceso para el mantenimiento y el cumplimiento de la normativa local, pueden influir significativamente en el diseño y la instalación del sistema.
Criterios técnicos para maximizar la eficiencia de los conductos de humos
Para garantizar laeficacia y fiabilidad de los conductos de humos, hay que respetar estrictamente una serie de criterios técnicos y de diseño. En primer lugar, la reducción de las pérdidas de presión requiere un diseño que favorezca un flujo de humos lo más suave y constante posible, minimizando los ángulos de curvatura y evitando obstáculos en la trayectoria del flujo. Esta optimización estructural limita la necesidad de energía adicional para mover el humo, reduciendo así los costes energéticos.
Además, un aislamiento térmico adecuado es esencial para mantener las temperaturas internas de las tuberías por encima de los puntos de rocío calculados para los distintos componentes de los gases de combustión. Esto ayuda a evitar cualquier forma de condensación que no sólo podría deteriorar las tuberías, sino también provocar fugas y daños imprevistos. También es crucial la elección de los materiales, que requieren metales resistentes a la corrosión o revestimientos diseñados para soportar las condiciones ácidas que pueden provocar los gases de combustión.
Modelización CFD: una revolución en el análisis de los gases de combustión
Mejorar el rendimiento de los gases de combustión mediante la tecnología CFD
La modelización de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD ) está demostrando ser una herramienta indispensable para este estudio, ya que proporciona soluciones analíticas a los complejos retos que plantea la gestión de los gases de combustión. La CFD ofrece la posibilidad de recrear con precisión las condiciones internas de los conductos de humos, permitiendo una visualización detallada de los flujos de fluidos. Gracias a esta tecnología, es posible evaluar el impacto de cada elemento de diseño en las pérdidas de presión, optimizar las configuraciones para limitar estas pérdidas y mejorar así laeficiencia energética global del sistema. Las simulaciones también pueden predecir las variaciones de temperatura a lo largo de las paredes de las tuberías, identificando las zonas críticas donde el riesgo de condensación es mayor y permitiendo probar las intervenciones sin los costes asociados a la fabricación e instalación de un prototipo físico.
Al proporcionar datos valiosos sobre el comportamiento dinámico de los fluidos, la CFD permite explorar distintos escenarios de diseño antes de ponerlos en práctica, reduciendo significativamente el tiempo y los costes asociados al desarrollo de nuevas instalaciones. Además, la capacidad de modelizar el comportamiento de las tuberías en distintas condiciones operativas permite predecir y mitigar posibles fallos antes de que se produzcan, contribuyendo a la fiabilidad y seguridad del sistema.
Estrategias de optimización del trazado de tuberías para una mayor eficiencia energética
Al diseñar las tuberías, se puso especial cuidado en elegir el trazado para minimizar las pérdidas de presión.La optimización del trazado supuso un cuidadoso análisis de las posibles configuraciones, teniendo en cuenta las limitaciones espaciales y las características inherentes a los lugares de instalación. Las curvas se redujeron al mínimo, con preferencia por curvas suaves de tres segmentos en lugar de ángulos agudos para reducir las turbulencias, que aumentan la resistencia al flujo. Las secciones de tubería se diseñaron para mantener un diámetro uniforme, evitando constricciones bruscas que pudieran crear cuellos de botella. Además, la disposición coherente de los segmentos de tubería ha optimizado el trazado general, reduciendo la longitud total de las tuberías y las pérdidas de carga asociadas a la fricción interna.
Al incorporar un enfoque de modelización CFD al proceso de diseño, se utilizaron simulaciones paraidentificar las configuraciones más eficientes, garantizando un flujo laminar continuo y minimizando al mismo tiempo laenergía necesaria para evacuar los gases de combustión. Gracias a estas estrategias de diseño, el sistema propuesto no sólo cumple los requisitos normativos, sino que también mejora el rendimiento energético global, garantizando una mayor sostenibilidad y eficiencia de la planta.
Optimización de los gases de combustión en redes de tuberías mediante EOLIOS
EOLIOS es conocida por sus avanzados conocimientos técnicos y su capacidad para llevar a cabo proyectos de ingeniería de gases de combustión con rigor. Con una gran experiencia en modelización CFD, EOLIOS utiliza la tecnología más avanzada para analizar y optimizar los flujos de humos, garantizando que los conductos de humos sean eficientes y cumplan las normas más exigentes. Los ingenieros y especialistas de EOLIOS conocen a fondo la dinámica de fluidos y las limitaciones térmicas, lo que les permite proponer soluciones innovadoras y personalizadas que incorporan las mejores prácticas del sector.
> Más información :
Vídeo resumen del estudio
Vídeo resumen del estudio
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