Menu
  • Menu

    Dane wejściowe i komputerowe symulacje wsparciem inżyniera

    Firma Fluor

    Profesjonalne programy komputerowe do obliczania wymienników ciepła, zbiorników ciśnieniowych i zbiorników pracujących pod ciśnieniem hydrostatycznym cieczy rozwijały się wraz z mocą obliczeniową komputerów. Chociaż projektanci dobrze radzili sobie za pomocą własnych aplikacji, to wkrótce stało się oczywiste, że chałupniczymi metodami nie uda się sprostać skomplikowanym algorytmom obliczeń ani nadążyć za rozbudowywanymi bazami danych. Przywiązując dużą wagę do ciągłej edukacji swojej kadry inżynierskiej, biuro inżynieryjne Fluor uważa za istotne, by zarówno klienci, jak i dostawcy, byli świadomi zasad projektowania. Dlatego podczas realizacji projektów informuje się zaangażowane strony o tym, jakie licencjonowane oprogramowanie będzie używane.

    Obliczenia termiczne

    I tak co do obliczeń termicznych wszystkie biura Fluor na świecie używają oprogramowania HTRI Exchanger Suite 7. Inżynier zajmujący się projektowaniem cieplnym przygotowuje arkusz danych i specyfikację techniczną, czyli dokumenty, które stanowią trzon techniczny zamówienia. Zawiera w nich także uwagę, jakie programy komputerowe należy stosować. W ten sposób kreuje się wspólną platformę porozumienia inżynierów, klienta, biura Fluor i dostawcy, co nie jest bez znaczenia dla dalszej pracy przy projekcie. Oczywiście klient nie musi angażować się w opanowanie programu – w tym zakresie z pomocą przychodzą specjaliści Fluor, chętnie rozwiewając wątpliwości. Natomiast w przypadku dostawcy sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Dostawca zostaje obarczony gwarancją procesową. Dlatego użycie tego samego oprogramowania sprawia, że obie strony mówią niejako wspólnym językiem, i pozwala na wydajne wykorzystanie wspólnych doświadczeń. Ponadto po udzielaniu licencji twórcy oprogramowania usilnie zabiegają o informacje zwrotne, mówiące o tym, jak pracują urządzenia zaprojektowane przy wykorzystaniu ich narzędzia.

    Przeanalizujmy to na przykładzie

    Wymiennik ciepła pracował przez 20 lat w jednej z wiodących rafinerii w Europie. Ze względu na duże zużycie klient zdecydował się na jego wymianę. Nie planował zwiększenia wydajności instalacji, chodziło o zwykłą wymianę 1:1. Inżynier zajmujący się tematem przeprowadził krótką weryfikację obliczeń cieplnych i odkrył, że wymiennik przy zachowaniu narzuconego reżimu powinien mieć przekroczone dopuszczalne wartości drgań akustycznych, natomiast obsługa nie zaobserwowała żadnych wibracji. Takie informacje wracają do twórców programu i w kolejnej jego edycji można się spodziewać odpowiedniej korekty. Oczywiście każda inna obserwacja dotycząca źle wyliczonych temperatur czy nadmiernych oporów, niezgodnych z założeniami projektowymi, jest również cenna.

    Własności czynników

    Aby wykonać prawidłowo obliczenia cieplne, trzeba znać własności czynników przepływających po stronie ciepłej i zimnej wymiennika. Są to: gęstość, lepkość, ciepło właściwe i przewodność cieplna medium (obok przewodności cieplnej przepony). Wszystkie zmieniają się z temperaturą i są różne w różnych punktach wymiennika. Naukowcy w swoich laboratoriach prowadzą badania nad własnościami czystych substancji, a wyniki zamieszczają w swoich opracowaniach. Podczas ich analizy widać, że zmiany własności substancji występujących w przyrodzie nie zachodzą w sposób tak oczywisty, jak można by się spodziewać.

    Woda

    Przykładem niech będzie woda – jeden z najlepiej poznanych związków chemicznych. Przy ciśnieniu atmosferycznym lód topnieje w temperaturze 0°C i mamy wodę o gęstości 999.8 kg/m3. Ze wzrostem temperatury następuje wzrost gęstości do 1000 kg/m3 w 4°C. Następnie widać jej spadek do 958.3 kg/m3 w 100°C. Tymczasem maszyny nie bawią się w niuanse. Wykonują możliwie najlepsze przybliżenie do wartości zmierzonej, traktując ją jako wartość rzeczywistą. W ten sposób traktowane są wszystkie substancje znane we współczesnym świecie. Komputer po prostu wykonuje symulację rzeczywistości. W oparciu o nią inżynierowie są w stanie zaprojektować nowe aparaty, jak również poprawić stare. Aplikacje komputerowe w połączeniu z wieloletnim doświadczeniem inżyniera są kluczem do sukcesu.

    Wymiana informacji

    Obok symulacji komputerowych istotna jest wymiana informacji pomiędzy inżynierami z różnych biur projektowych. Specjalistyczne dyskusje mogą dotyczyć niedoskonałości software’u, zauważonych błędów, a także sprawdzonych bądź nowatorskich zastosowań. Firmy o globalnym zasięgu posiadające wewnętrzne platformy wymiany informacji potrafią w sposób prawie natychmiastowy zweryfikować, czy problem pojawił się już wcześniej i jakie środki zostały zastosowane. Wykorzystanie nowoczesnych metod obliczeniowych wraz z bazami danych oraz potencjałem ludzkim stanowi podstawę działania biur inżynierskich takich jak Fluor.

    _________________
    Tekst: dr inż. Bernard Marcinkiewicz, Fluor SA

    dr inż. Bernard Marcinkiewicz

    Dodaj komentarz

    Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *