CFD (Etude de la dynamique des fluides par résolution numérique d’équations) est une technique de plus en plus utilisée pour la modélisation et la compréhension du comportement des fluides et écoulements comme par exemple le flux d’air au-dessus d’une aile d’avion.
Cette technique demande beaucoup d’interprétation et de calcul numérique mais avec le développement constant des capacités informatiques, elle est de plus en plus utilisée car plus rentable que l’élaboration d’une expérience en laboratoire. Son utilisation croît autour des procédés industriels pour la modélisation et prédiction des procédés de mélange par lots, de polymérisation, d’extrusion de polymères et de cristallisation.
Toutefois, le grand nombre de variables au cours d’un procédé (concentration et turbulence) et les différentes échelles rendent la technique CFD difficile d’utilisation pour beaucoup de procédés.
Tandis que les techniques mathématiques et les outils CFD progressent rapidement, le talon d’Achilles reste toujours la validation d’un modèle numérique par rapport au comportement réel et de déterminer les constantes et conditions initiales du modèle CFD.
De bonnes mesures du procédé peuvent aider les développeurs CFD à optimiser leurs modèles. Les données peuvent être également utilisées pour valider la fiabilité d’un modèle.
La tomographie électrique fournit des données de concentration prises à travers un volume de procédé. Ces données peuvent être utilisées pour tester et valider les modèles CFD.
Lors de l’utilisation de la tomographie aux côtés d’un modèle CFD, les points clef sont la précision des données tomographiques et le niveau de confiance dans le modèle.
La tomographie électrique peut être utilisée pour tester et valider une large gamme de modèles CFD, y compris :
- mélanges gaz-liquide
- mélanges solide-liquide
- écoulement multiphasiques
- lits à garnissage
Notre instrument p2+ est typiquement utilisé pour des modèles froids où l’eau est phase de substitution. Selon la nature du procédé, différentes méthodes de reconstruction peuvent être utilisées, y compris le logiciel SCG (amélioration de la résolution spatiale en différé) et la reconstruction paramétrique.
Comparaison de profiles de concentration de solides
Valeur ajoutée:
- Identification des variations de conditions d’un procédé sur une durée et comparaison avec les prévisions CFD.
- Information sur le procédé pour optimiser les modèles CFD.
- Détermination de la répétitivité des conditions pour caractériser la variabilité inhérente du procédé.
"La vérification et l'optimisation des modèles CFD ont aidé un groupe de chercheurs à amélioré leur procédé de développement d'un produit chimique et à réaliser d'importantes économies."
Publications:
Bolton GT, Hooper C, Mann R and Stitt EH(2004) Flow distribution and velocity measurement in a radial flow fixed bed reactor using electrical resistance Tomography, Chemical Engineering Science, Vol. 59, No. 10, pp 1989-1997
G.T. Bolton, K.M. Primrose, C. Qiu, M. Castillo del Rio, M. Wang, H.I. Schlaberg, D. Brown, J. Brown, K.C. Low, G. Padron (2009) Comparison between electrical resistance tomography, CFD and other measurementtechniques, 3rd International Workshop on Process Tomography (IWPT-3), 17-19 April 2009, Tokyo, Japan
Pakzad, L., Ein-Mozzafari, F. and Chan. P. (2008) Using electrical resistance tomography and computational fluid dynamics modelling to study the formation of cavern in the mixing of pseudoplastic fluids possessingyield stress, Chemical Engineering Science, Vol. 63, pp 2508-2522
Dans la presse:
- Engineering Talk - January 2003 - Process Tomography validates Synetix calculations
- Chemical Engineering - March 2003 - Process Tomography validates CFD model
- Process Engineering - March 2003 - Validate CFD with tomography
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