دوره آنلاین نرمافزار مکانیک سیالات دانهای Barracuda، به صورت رایگان در اختیار عموم قرار گرفته است
Thread Content
آخرین بار، این پست توسط B0SS در تاریخ ۱۶-۷-۲۰۱۶ ساعت ۱۲:۰۶ ویرایش شد. Barracuda یک بسته نرمافزاری تجاری است که توسط شرکت آمریکایی CPFD Software, LLC با استفاده از فناوری حق اختراعی CPFD که خودشان توسعه دادهاند، برای شبیهسازی دینامیک سیستمهای مایع-ذره و واکنشهای شیمیایی در مقیاس صنعتی طراحی شده است. نرمافزار Barracuda کاملاً با نیازهای تحقیقات مربوط به حالت جریانی در صنایعی مانند شیمی، پتروشیمی، انرژی و فلزکاری سازگار است و جایگاه رهبری خود را در شبیهسازی دستگاههای جریانی در این حوزهها تثبیت کرده است. موسسات تحقیقاتی متعدد و شرکتهای برتر جهان در فهرست ۵۰۰ شرکت بزرگ، از آن برای طراحی تجهیزات فلوئیدیزاسیون و بهینهسازی فرآیندها استفاده میکنند. جریان دوفازی گاز-جامد در صنایعی مانند پتروشیمی، انرژی و فلزکاری بسیار رایج است؛ مانند راکتورهای لجنگردان (کورههای گازسازی، راکتورهای بازسازی FCC و غیره)، سانتریفیوژها، کورههای جریان چرخشی لجنگردان (CFB) و غیره. انجام محاسبات شبیهسازی سریع و دقیق برای این تجهیزات، برای بهینهسازی طراحی و تشخیص اختلالات بسیار مهم است. باراکودا یک ابزار شبیهسازی تخصصی برای جریانهای دوفازی گاز-جامد، بهویژه جریانهای در حالت فلوئیدیزه، است. این ابزار میتواند توزیع ذرات، میدان دما (واکنشهای شیمیایی)، میدان سرعت و سایر پارامترها را در دستگاههای فلوئیدیزه شبیهسازی کند؛ همچنین میتواند میزان فرسایش سطوح را نیز محاسبه نماید.معرفی کوتاه: بسته نرمافزاری Barracuda، مخصوص مطالعه… شیء اصلی مورد مطالعه در Barracuda…
مزایا: نرمافزار Barracuda در صنایع شیمیایی و پتروشیمی…
فهرست: ۱. معرفی کوتاه ۲. شیء اصلی مورد مطالعه ۳. مزایا ۴. کاربردها در حوزههای مختلف ۵. وضعیت کاربرد
ویرایش بخش معرفی کوتاه: با استفاده از Barracuda، مشتریان ما میتوانند طرحهای مهندسی قابل اعتمادی داشته باشند؛ اعتماد ما نیز ناشی از پایههای علمی Barracuda است. درست مانند ماهی قزلآلا واقعی، نرمافزار Barracuda با سرعت بالا و قدرتمندی محاسبات را انجام میدهد. آن آنقدر منحصربهفرد است که نمیتوان نرمافزار مشابه دیگری پیدا کرد! Barracuda در شبیهسازی پدیدههای پیچیده مربوط به سیالات/ذرات/حرارت/واکنشهای شیمیایی، عملکرد بسیار قدرتمندی دارد ; سرعت محاسبات آن بالاست و میتواند در مدت زمان تعیینشده برای طراحی، یک ویژگی تقریباً پایدار قابل توجه ارائه دهد؛ این امر به شما امکان میدهد تا به سرعت بین طرحهای مختلف تصمیمگیری کنید. موضوع اصلی مطالعات در مورد Barracuda، فناوری جریاندهی است که در بخشهای مختلف صنعتی به کار رفته است. آنچه که به عنوان «جریاندهی» شناخته میشود، از نظر لغوی نامی تصویری است؛ یعنی رساندن ذرات جامد «غیرمایع» به حالتی شبیه به جریان مایعات در صنعت. هدف از انجام این کار، تقویت ذرات در فرآیندهایی مانند حمل مواد، تبادل حرارت، مخلوطسازی، واکنشهای شیمیایی و غیره است. فرآیندهایی مانند جداسازی دانهها از غلات در تولید کشاورزی (با استفاده از باد یا جریان هوا) و خالی کردن رودخانهها از شن و جستجوی طلا، همگی میتوانند به عنوان نمونههای اولیه فناوری فلوکیشن در نظر گرفته شوند. اولین کاربرد فناوری جریاندهی در صنعت، کوره وینکلر برای گازسازی است که در سال ۱۹۲۶ در آلمان به صورت صنعتی مورد استفاده قرار گرفت. نرمافزار ویرایشی Barracuda کاملاً با نیازهای مربوط به شبیهسازی فرآیندهای فلوئیدیزاسیون در صنایعی مانند شیمی، پتروشیمی، انرژی و فلزکاری سازگار است؛ زیرا این نرمافزار دارای سه مزیت بزرگ است که جایگاه رهبری آن را در شبیهسازی تجهیزات فلوئیدیزاسیون در این صنایع تضمین کرده است. ⒈ شبیهسازی دقیق مکانیسم اصلی جریان ذرات: در سطح بنیادیتر، Barracuda میتواند مکانیسم جریان ذرات را به درستی تشخیص دهد. شبیهسازی فاز گازی و فاز مایع با روش اویلر استفاده از شبکه ثابت، که مشابه روشهای سنتی CFD است ; و جامدات دانهای را با روش لاگرانژ (بدون شبکه) به صورت تعداد زیادی از اجسام گسسته شبیهسازی میکنند. باراکودا حتی میتواند تمام مکانیسمهای مهم ناشی از توزیع در مقیاس ذرات (PSD) را شناسایی کند. کاربران همچنین میتوانند توزیع دلخواهی برای اندازه ذرات را مشخص کرده و تعداد نامحدودی از جزءها، مانند زغالسنگ و شن، را تعریف نمایند. سایر مکانیسمها شامل نیروی کششی میان سیال و ذرات در حالت اتصال کامل، برخورد و بازتاب واقعی با سطح دیواره، واکنشهای شیمیایی مربوط به جامدات ذرات، و کوچکتر شدن اندازه ذرات در اثر گازش است. ⒉ برای تأیید دادههای آزمایشهای جریانپذیری، و همچنین برای اطمینان از دقت و صحت نرمافزار ما و درک ویژگیهای پیچیده جریانپذیری در سیستمهای آزمایشی بزرگ، Barracuda عضو کامل شرکت تحقیقات مواد جامد دانهدار (PSRI) است و میتواند از دادههای آزمایشی PSRI استفاده کند. PSRI نیز یکی از کاربران Barracuda است و برای طراحی آزمایشها از Barracuda استفاده میکند. ما تحقیقات تأییدی فراوانی را با استفاده از دادههای منابع عمومی انجام دادهایم؛ نرمافزار ما نیز تحت آزمایش با دادههای مخصوص کاربران قرار گرفته است. ما مطمئنیم که Barracuda بهترین ابزار برای شبیهسازی جریانها است. ⒊ محاسبه سریع – غلبه بر موانع محاسبات عددی. برای کمک به کارخانهها در تصمیمگیریهای دقیق و کارآمد در زمینه طراحی و بهینهسازی فرآیندها، شبیهسازی دستگاههای فلوئیدیزهشونده باید دارای چهار شرط زیر باشد: ⑴ شبیهسازی کاملاً سهبعدی ; ⑵مقیاس ذرات مشابهسازیشده گسترده و تعداد آنها زیاد است. کوچکترین مقیاس دانهها میتواند به ۰.۲ میکرومتر برسد، در حالی که بزرگترین مقیاس به اندازه شبکه سیال بستگی دارد. در شرایط عادی، مقیاس ذرات مشابه باراکودا بین ۱ میکرومتر تا ۵ میلیمتر است؛ تعداد ذرات مشابه میتواند به ۱۰¹۶ برسد و جرم کل این ذرات نیز میتواند به صدها تن برسد ; ⑶سرعت محاسبات باید نیازهای تکرارهای طراحی را برآورده کند تا بتوان به سرعت ویژگیهای تقریباً پایدار معناداری به دست آورد ; در شرایط عادی، برای مسائل در مقیاس آزمایشگاهی، محاسبات میتواند در چند دقیقه تا چند ساعت انجام شود؛ در حالی که برای مسائل بزرگ در مقیاس صنعتی، زمان محاسبات معمولاً از چند ساعت تا چند روز است ; ⑷باید قابلیت پارامتریزهسازی و ارزیابی سریع طرحهای مختلف را در بر داشته باشد. اطمینان حاصل کنید که طراحی بهینهای به دست میآید. باراکودا میتواند همزمان چهار شرط فوق را برآورده کند و این امر مدیون فناوری عددی منحصربهفرد ما، یعنی CPFD (مهندسی فیزیک جریان ذرات محاسباتی)، است. روش عددی CPFD توسط یکی از بنیانگذاران این شرکت، دکتر دیل، در مجله فیزیک محاسباتی (Journal of Computational Physics) و سایر نشریات معتبر حوزه، منتشر شده است. ویرایش کاربردهای حوزهای ۱. حوزه صنعت شیمیایی: صنعت شیمیایی یک صنعت پرهزینه از نظر دانش و سرمایه است. تولید شیمیایی دارای ویژگیهایی مانند پیچیدگی فناوری تولید، استفاده چندمنظوره از مواد خام، الزامات سختگیرانه در زمینه نسبتها و پیوستگی فرآیند تولید، و مصرف بالای انرژی است. دستگاه فلوئیدیزاسیون، مهمترین تجهیزاتی است که در فرآیندهای تولید شیمیایی به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. تعداد زیادی از موارد کاربردی مهندسی نشان میدهد که Barracuda میتواند به ما در درک پدیدههای پیچیده جریان گذرا سهبعدی در این دستگاهها، از جمله واکنشهای شیمیایی کاتالیزوری در راکتورهای بزرگ با لایه عمیق (با قطر بیشتر از ۱۰ متر)، کمک کند. انواع راکتورها شامل: آکریلونیتریل، دیاکسید تیتانیوم، پلیاتیلن میباشند. ۲. حوزه صنعت پتروشیمی: پتروشیمی به بخشی از صنعت شیمیایی گفته میشود که در آن از نفت یا گاز طبیعی به عنوان مواد خام برای تولید مواد شیمیایی استفاده میشود؛ یکی از مهمترین روشهای تولید در این صنعت، کاتالیز و شکستن مواد در حالت جریانی است. دو قطعه اصلی مرتبط با تخت فلاکس چرخشی، یعنی راکتور و ریجنراتور، هر دو در این فرآیند نقش دارند. ۳. در حوزه انرژی و برق، برشتهسوزهای جریان چرخشی دارای مزایایی مانند انتشار کم NOx و انتخاب انعطافپذیر سوخت هستند؛ همچنین با استفاده از سنگ آهک، میتوان ۹۸٪ از گوگرد موجود را جذب کرد، و این امر مدیون استفاده از این برشتهسوزها از برشته درون کوره است. بسیاری از مشتریان با موفقیت از Barracuda برای درک ویژگیهای پیچیده کورهها، مانند زمان ماندگاری سوخت-هوا، چرخش مواد جامد، نرخ حمل مواد در لایههای کوره و فرسایش موضعی، استفاده کردهاند. همچنین میتوان سرعتدهندههای بزرگ دستگاههای تخت فلوئیدی چرخشی را بهبود بخشید تا ویژگیهای منفی در زمینه مهر و بستهبندی مسیرها کاهش یابد. گازهای سنتزی CO و H2 که از گازیسازی زغالسنگ و سایر سوختهای زیستی تولید میشوند، میتوانند به عنوان سوخت یا مواد خام برای کارخانههای شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند. آزمایشگاه فناوری انرژی وزارت دفاع ایالات متحده، پدیدههای پیچیده جریان گاز-جامد را در کورههای گازیسازی Barracuda مورد مطالعه قرار داده است؛ همچنین از Barracuda برای شبیهسازی کورههای گازیسازی با لایههای عمیق، که ارتفاع لایه کک در آنها بیش از ۳۰ متر است، استفاده کردهاند. شرکت TRI از Barracuda برای طراحی تبدیل حرارتی-شیمیایی زیستی استفاده میکند و از شن به عنوان واسطه انتقال حرارت بهره میبرد. تولید محصولات واکنش شیمیایی باراکودا، دقیقاً با میزان مصرف ذرات جامد همخوانی دارد؛ این واکنش شیمیایی منجر به کوچکتر شدن خودکار اندازه ذرات میشود و کاهش اندازه ذرات بر سرعت فلوکیشن و شستشو تأثیر میگذارد. ۴. در حوزه صنعت فلزکاری، بسیاری از سنگهای معدنی باارزش نیاز به فرآوری بیشتر پس از استخراج اولیه دارند. اینها شامل استفاده از دیاکسید تیتانیوم در رنگها به عنوان رنگ سفید، یا استخراج فلز استراتژیک تیتانیوم میشود ; دیاکسید زیرکونیوم برای پوشش میلههای سوخت هستهای استفاده میشود. تقریباً تمام فرآیندهای پردازش سنگهای معدنی شامل انواع فرآیندهای جریان گاز-جامد و مایع-جامد میباشد. در ادامه، نمونههایی از شبیهسازی ترکیب سیال و ذرات مرتبط با پردازش سنگهای معدنی آورده شده است که Barracuda با موفقیت در این زمینهها مورد استفاده قرار گرفته است. ۵. حوزههای دیگر فرآوری سنگهای معدنی: Barracuda میتواند برای کمک به طراحی تجهیزات و فرآیندهای مرتبط با فرآوری سنگهای معدنی مورد استفاده قرار گیرد. کاربردهای معمول شامل: خشککردن، سوزاندن، کاهش مقدار آهن اکسید، جداسازی با استفاده از نیروی گرانش، و همچنین انواع لولههای تأمین و انتقال مواد میباشد. صنعت شیمیایی، صنعتی با ماهیت پرسرمایه و پردانش است. تولید شیمیایی دارای ویژگیهایی مانند پیچیدگی فناوری تولید، استفاده چندمنظوره از مواد خام، الزامات سختگیرانه در زمینه نسبتها و پیوستگی فرآیند تولید، و مصرف بالای انرژی است. دستگاه فلوئیدیزاسیون، مهمترین تجهیزاتی است که در فرآیندهای تولید شیمیایی به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. تعداد زیادی از موارد کاربردی مهندسی نشان میدهد که Barracuda میتواند به ما در درک پدیدههای پیچیده جریان گذرا سهبعدی در این دستگاهها، از جمله واکنشهای شیمیایی کاتالیزوری در راکتورهای بزرگ با لایه عمیق (با قطر بیشتر از ۱۰ متر)، کمک کند. انواع راکتورها شامل: آکریلونیتریل، دیاکسید تیتانیوم، پلیاتیلن میباشند. وضعیت کاربرد: باراکودا در خارج از کشور، به طور گسترده در صنایعی مانند شیمی، نفت، فلزکاری، برق و انرژی، در فرآیندهایی مانند سوزاندن، خشک کردن، جذب، گازسازی، واکنشهای کاتالیتیک و فرآیندهای کاتالیتیک تجزیه مورد استفاده قرار میگیرد. کاربردهای رایج در صنعت عبارتند از: کورههای تخت جریانی مورد استفاده در نیروگاههای برقی، راکتورهای FCC/دستگاههای بازسازی در فرآیندهای تصفیه نفت، کورههای خشککردن/سوزاندن در صنایع شیمیایی غیرآلی و فلزکاری، صنایع فولاد و فلزکاری، تولید سیمان، تولید سیلیسیوم چندبلوری و غیره. از زمان ورود Barracuda به کشور توسط شرکت Haiji Technology در سال ۲۰۱۰، مورد توجه زیاد دانشگاهها و شرکتهایی قرار گرفته است که در زمینه شبیهسازی جریانهای چندفازی فعالیت میکنند. تاکنون، اکثر پژوهشگران برای شبیهسازی جریان ذرات از نرمافزارهای کلی CFD مانند Fluent استفاده میکردند؛ اما با چالشهایی مانند کمبود اطلاعات مربوط به ذرات، محدودیتهای زیاد، دقت پایین نتایج محاسباتی، سرعت پایین و عدم پایداری روبرو بودند. مزایای فنی منحصربهفرد Barracuda میتواند کاستیهای نرمافزارهای CFD سنتی در شبیهسازی جریانهای چندفازی ذرات را جبران کند.