Fábrica – Aerogenerador

En pocas palabras

Los ingenieros de EOLIOS realizaron estudios CFD de una planta de producción de aerogeneradores para garantizar el control climático en condiciones extremas.

Descripción del proyecto

Diseño de la distribución del aire en una planta de producción

El sistema de difusión es la parte terminal y visible de un sistema de climatización. La difusión del aire condiciona el éxito o no de la instalación. Esto se debe a que influye en la percepción que tiene el ocupante de su confort y de lo caliente o frío que se siente.

Pero el confort del ocupante también se refleja en la calidad del aire interior y la difusión del aire está estrechamente ligada a la calidad del aire. Si se diseña correctamente, elimina los contaminantes y contribuye a crear un entorno saludable para el ocupante. Por otro lado, el sistema de difusión (generación de calor, refrigeración y soplado final) es una de las principales fuentes de consumo de energía. Por último, la difusión del aire y el confort térmico también se definen en la norma ISO 7730. Esta norma determina los criterios cualitativos que miden y evalúan los ambientes térmicos moderados. Por lo tanto, es importante tener en cuenta el sistema utilizado para distribuir el aire preparado de forma centralizada o en una unidad terminal de aire acondicionado. En general, las velocidades del aire en las zonas ocupadas deben limitarse a menos de 0,2 m/s.

Climatización de grandes volúmenes industriales: el flujo de aire en el centro de los problemas

Para responder Para cumplir estos requisitos de calidad del aire, confort térmico, eficiencia energética y control de la humedad, es importante comprender los mecanismos que conforman la estructura del flujo de aire y dominar los distintos fenómenos físicos que lo provocan transferencia de calor y humedad dentro del edificio

Proponemos un enfoque capaz de satisfacer estas exigencias mediante el uso de códigos CFD (Computational Fluid Dynamics) que implican una solución numérica de las ecuaciones que rigen la física del flujo. La CFD es una sofisticada técnica de análisis que permite estudiar no sólo el comportamiento del flujo de fluidos, sino también la transferencia de calor y humedad.

En este contexto, se simula mediante cálculo numérico el comportamiento termo-aerodinámico de los distintos fenómenos que tienen lugar en el futuro centro de diseño de un aerogenerador. El planteamiento y los resultados de los estudios se presentan en los capítulos siguientes.

Photo d'une pâle d'éolienne en cours de fabrication dans une usine
Planta de producción de aerogeneradores

Objetivo confort

El confort de difusión en la zona ocupada se caracteriza por los siguientes criterios:
▪ Ausencia de una fuerte estratificación de la temperatura en la zona ocupada.
▪ Buena calidad del aire interior.
▪ Sin corrientes de aire en la zona ocupada, aquí el objetivo es: <0,2 m/s por debajo de 4m.

Creación de un modelo de estudio digital

Submodelación de sistemas de difusión de aire :

Modélisation CFD des effets de diffusion d'air par un brasseur d'air chaud.
Sistemas submodelados CFD para su integración en el taller

Simulación CFD de las condiciones climáticas en el taller de producción

Illustration d'étude CFD - usine - eolienne
Estudio de las velocidades del viento bajo el techo en las zonas donde se encuentran los aerogeneradores

Modelización de la evaporación en la simulación CFD

Temas :

Mantener un determinado nivel de humedad relativa es esencial para el proceso de fabricación de aerogeneradores.

Desarrollo de una metodología específica para su integración en los estudios CFD

Retomamos la metodología y las características desarrolladas para el cálculo térmico (input/output). Los valores incluidos en el cálculo CFD son los valores simulados del proyecto.

En un modelo numérico, los elementos son como se describen, y sólo como se describen. En cuanto a la envolvente, esto conduce a menudo a una perfección surrealista: los materiales son perfectamente homogéneos y están perfectamente aplicados. Los únicos puentes térmicos son los descritos, y en el mejor de los casos es muy complicado, si no imposible, prever todos los puentes térmicos (generalmente se tienen en cuenta los puentes térmicos estructurales y los relacionados con el sistema de fijación; no suelen tenerse en cuenta los puentes térmicos debidos a orificios o pasos de red).

Photo expliquant le principe d'un brumisateur
Estudio de las velocidades del viento bajo el techo en las zonas donde se encuentran los aerogeneradores

No consideramos otra fuente de humedad que los sistemas.

El gradiente de humedad específico es cero, porque las superficies son impermeables (el flujo de humedad es nulo). Recuerda que la humedad relativa se calcula a partir de los siguientes parámetros: temperatura, presión y humedad específica. Las paredes son completamente opacas a la migración de vapor. De hecho, la cantidad de agua que migra en las paredes es pequeña para la escala temporal considerada.

Se supone que la interfaz vapor-líquido está en equilibrio termodinámico, el cambio de fase se produce en condiciones de saturación (100% de humedad relativa).

Estudio de las velocidades del viento bajo el techo en las zonas donde se encuentran los aerogeneradores

Estudio sobre el clima

Las simulaciones CFD ayudaron a optimizar el diseño de una instalación de producción de palas de aerogenerador mediante la predicción de las condiciones climáticas para distintos escenarios de ingeniería.

Así, los estudios permitieronaider à mejorar la eficacia general de procesous de producción y à redeire el coûts. Ello permitido de visualiser el dynamics de gripeides daños a enelirst y de simúlcera de procesous tels que el ventilación, el refroidissement y lévacuación de contaminantes.

Vídeo resumen del estudio

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