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Eastman使用CFX减少流程停机时间
发布于2001年5月30日星期三@ 10:21
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Application 由AEA技术工程软件

伊斯曼化工公司 is the 世界上最大的聚酯塑料,特种化学品和 basic chemicals.

许多伊士曼的制造工艺涉及液体 和气相单元操作,混合,反应,分离和非牛顿 流动。该公司经常使用CFX软件来提高可靠性 这些过程和向各种工厂站点添加价值。

本案例研究描述了一个例子 CFX如何帮助解决反复出现的问题,并挽救了Eastman 该过程中200万美元。


赞助人CFD评论

情况

在一个特定的生产设施中,腐蚀性添加剂 注入齐平安装的注射发球台。介绍了添加剂 到工艺管道的内壁上,径向流量很少 在过程流场中,混合的唯一机制是扩散。 在其他植物,其中类似的添加剂注射方法引起 腐蚀问题和昂贵的停工,工程师已经走到了伟大 设计注射系统以最小化腐蚀的长度。对于这个特定的 工程师希望研究改善混合的低成本选项 of the additive.

综合设计解决方案

由于CFD可以执行复杂的参数 涉及可能昂贵的过程修改的研究 虚拟世界的计算机分析框架,我们决定了它 是优化注射器设计的理想工具。达到 在有限的项目时间范围内最佳结果,我们选择了CFX-5。

CFD模型

我们看着12种不同的基本设计,进一步 参数变异在其中的几个。对于每一个,计算 使用CFX-5的预处理器,CFX构建建立了混频器的模型。

对于在下面的图示中呈现的特定模型, 建立混合器的几何花费大约需要一个小时,五 纪要机器创建3-D网格,其中包含约272,000 细胞。 CFX-Build的力量使我们可以参数构建几何形状 在很短的时间内,从而研究了许多可能的替代方案。

在计算中,已考虑域中的流程 作为单相,添加剂被引入为相同的物种 密度和粘度。在原始设计中,添加剂注射了 在工艺管道的内壁上,但我们已经考虑了不同 注射方法,包括侧管和中心线注射。


CFX-5预测添加剂浓度的异位表面,具有速度 载体显示混合过程。管壁和挡板是 也根据添加剂浓度阴影。

模拟

准确地预测混合行为是必不可少的 这种类型的模拟。最小化数值扩散,这可能导致 混合过度预测,我们使用了CFX-5的高分辨率有界离散化 方案。这确保了高精度和良好的收敛性,同时保持仍在保持 没有杂散空间过冲和溢出的物理结果 在解决方案变量中。还实现了最小的数值扩散 通过使用CFX-5的网格适应能力。在这种情况下,网格是 根据添加剂浓度梯度梯度适应3次 最终网格约为490,000元素。


Original mesh.

3次适应周期后网格。
CFX. -5动态地适应网格 添加剂与工艺流体之间的混合界面。

计算所需的典型CPU时间为2小时 对于272,000元的run,以及计算的两个小时 三个适应周期。所有模拟都在NT工作站进行 使用单个500MHz处理器

网格适应改进轮廓 通过管道轴向平面中的添加剂。离开,没有 适应;右,适应。这表明所生产的适应 通过减少数值扩散来显着更好的结果 additive.

结果

我们的CFD调查允许我们识别一些 产生次要流动和在过程中混合的选项。 要进行每个选项的定量比较,我们使用了归一化 参数,添加剂减少因子和相对的商 压力损失增加。

结论

现在完成了,这项研究允许伊德曼开发一个 新的设计将很快实施,估计增加 由于减少腐蚀,这项工作的价值约为200万美元, 因此,工厂停机的频率。

AEA技术工程软件是AEA技术PLC的一个部门,是一个拥有BS EN ISO9001的主要国际科学和工程公司。 AEA技术提供创新 技术,安全和环境解决方案到航空航天,汽车,能源,机械,旋转机械,石油和天然气,制药,农用化学,特种化学品和精细化学品 全世界的行业。 AEA技术在世界各地雇用了4,490人。这些员工中有超过2,000名员工是毕业生或技术上合格的个人。 AEA技术带来了 科学通过咨询,技术服务,硬件和软件系统,研发和技术转让。

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