CFD-модель

Computational Fluid Dynamics — современный инструмент, который используется для проверки проектных инженерных решений на соответствие их функциональной задаче.

Распределение температур в различных сечениях котлоагрегата паропроизводительностью 2100 т/ч

CFD-моделирование позволяет вычислять характеристики потоковых процессов при помощи вычислительных и физико-математических методов.

При помощи CFD-модели можно ещё до начала рабочего проектирования оценить работоспособность системы и влияние внешних факторов, проверить гипотезы, опробовать различные подходы и концепции.

Что даёт применение CFD-моделирования в энергетике

• Прогнозирование образования вредных веществ (NO_x, SO_x, твёрдые вещества).
• Прогнозирование шлакования поверхностей нагрева.
• Прогнозирование перегрева поверхностей.
• Оптимизация геометрии изделия.
• Поиск мест наибольшего абразивного износа поверхности.
• Проверка проектных решений.
• Выбор оптимальной схемы воздухораспределения.
• Снижение затрат в результате выполнения тестирования модели на компьютере.
• Сокращение времени испытаний изделия.

Линии тока воздуха в кожухе горелки (распределение по скоростям, м/с)

Температура стенок I контура

Вектора скоростей в охлаждающем кожухе

CFD-моделирование представляет собой направление CAE — системы автоматизации инженерных расчётов.

Этапы создания CFD-модели

1. Получение ТЗ, знакомство с моделью.
2. Построение модели.
3. Построение сетки.
4. Настройка модели.
5. Расчёт.
6. Согласование результатов.
7. Доработка (адаптация, калибровка модели):
   • изменение геометрии (добавление, удаление деталей;
   • изменение состава топлива / расходов.
8. Подготовка отчёта с рекомендациями по оптимизации процессов / установки.

Возможности CFD-моделирования

• CFD-моделирование позволяет визуализировать цвето-вым полем градиента любые параметры потоков жидкостей и газов, а также твердых частиц (например, угольные частицы) в исследуемом объекте — темпера-туру, скорость, давление, концентрации частиц.
• CFD-моделирование помогает до начала ввода в эксплуатацию проверить работоспособность системы, влияние внешних факторов, опробовать различные технические решения и выбрать наилучшее. Повышает-ся информативность —многие показатели не могут быть получены в реальном эксперименте из-за высоких температур или невозможности установки датчиков.
• CFD-моделирование позволяет оптимизировать процесс сжигания углеродосодержащих топлив с целью снижения вредных выбросов в атмосферу.

Один из примеров решения задач с помощью CFD — моделирование горелки безмазутного розжига

При помощи CFD-моделирования найдена оптимальная конструкция горелки с охлаждением стенок и интенсифицированным смешиванием топлива с окисли-телем.

При решении подобных задач важно изначально задавать правильные условия для моделирования и комплексно подходить к задаче. Полный штат специалистов КОТЭС от наладчиков, технологов и конструкторов до теоретиков-моделистов, которые работают вместе, позволяет до начала работ согласовать все нюансы со смежными отделами..