» Symulacja CFD opływu wiatru wokół reaktora SCR

Symulacja CFD opływu wiatru wokół reaktora SCR

Celem projektu było wyznaczenie obciążenia mechanicznego reaktora SCR na skutek działania wiatru. Reaktor SCR stanowi część instalacji odazotowania spalin, które powszechnie stosuje się we wszelkiego rodzaju układach energetycznych. Ze względu na znaczną powierzchnię boczną obciążenie od wiatru stanowi poważny problem w projektowaniu takich urządzeń.

Siatka objętości skończonych wykonana w ANSYS FLUENT Meshing

Inżynierowie najczęściej sięgają w takich sytuacjach po normy budowlane, w szczególności PN-EN 1991-1-4. Normy jednak nie uwzględniają wpływu innych obiektów otaczających konstrukcję, a z drugiej strony stosują bardzo wysokie współczynniki korekcyjne. To
powoduje że obciążenie wyznaczone z normy jest bardzo konserwatywne. Ostatecznie, norma dopuszcza wyznaczanie obciążenie od wiatru za pomocą symulacji CFD.

ANSYS FLUENT
Rozkład ciśnień na powierzchni reaktora wynikający z symulacji CFD

W ramach projektu wyznaczono obciążenie dla jednej prędkości wiatru (wyznaczonej zgodnie z powyższą normą dla strefy wiatrowej, w której znajduje się obiekt) i czterech kierunków napływu. Ze względu na niestacjonarny charakter przepływu obciążenie analiza wykonana została w stanie nieustalonym, a wartości obciążeń uśredniono po czasie symulacji. Analiza wykazała, że wartości wyznaczone wg. Normy są średnio 50% wyższe, niż te wynikające z symulacji CFD. Głównie, ze względu na wysokie współczynniki uwzględniające wpływ turbulencji, z których korzysta norma. Bardziej konserwatywne podejście powoduje mniejsze możliwości optymalizowania konstrukcji pod kątem redukcji masy konstrukcji.

Ostatecznie otrzymane wyniki zostały użyte jako wkład do symulacji mechanicznej i pozwoliły sprawdzić założenia inżynierów dotyczące wytrzymałości konstrukcji. Projekt wykonany został dla naszego klienta Energoprojekt Katowice S.A.

ANSYS FLUENT