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“Mejoramiento de Ventilación Secundaria en Nave EW Mediante CFD”
Departamento I+D
Ingeniería Industrial SAME Ltda.
Agenda
• SAME
• Descripción del problema
• Metodologia
• Objetivos
• Resultados y Conclusiones
Grupo SAME
ChileArgentina
Perú
Colombia
Estados Unidos
Sudáfrica
Laos
Noruega
Canadá
Australia
• Ingeniería de especialidad en
ventilación industrial y control de
contaminantes atmosféricos.
• Consultoría y Asesoría especializada.
• Suministro de Equipos de
descontaminación ambiental y accesorios (de fabricación de SAME
Equipos o integradas).
• Asistencia de montaje, comisionamiento y puesta en marcha.
• Servicios de Post Venta: Repuestos,
Servicio Técnico, Servicio O/M y Capacitación.
Unidades de Negocios
• Ingeniería conceptual, básica y de detalle.
• Asesoría técnica.
• Diseño y suministro de equipos.
• Asistencia de montaje, comisionamiento y puesta en marcha.
• Servicio post venta.
• I+D en ventilación industrial.
Unidades de Negocios
Sistema SEANA de SAME se compone de:
o Sistema de Ventilación Local
Exhaustor
o CAE®
o Sistema de Ductos
o Modulo SAME
o Sistema de Lavado de CAE®
o Sistema de Ventilación Secundaria
o Ventilación Natural
Unidades de Negocios
Sistema Ventilación Secundaria
o Debe evacuar emisiones Fugitivas
o Cosecha de Cátodos
o Bajas puntuales de la eficiencia de CAE®.
Emisiones fugitivas
Cosecha de Cátodos
Unidades de Negocios
Sistema Ventilación Secundaria
Descripción del Problema
Descripción del Problema
En una Nave de EO que presenta un Sistema de Ventilación Secundaría del tipoNatural
¿Es posible mejorar el numero de renovaciones de una ventilación natural?
¿La ventilación natural de un edificio es dependiente de las condiciones
ambientales?
¿Cómo eliminar la dependencia ambiental de una ventilación natural?
Metodología
Campaña de medición de condiciones de borde y variables para validación
Medición temperatura ambiente
Metodología
Campaña de medición de condiciones de borde y variables para validación
Medición temperatura en paredes techo y CAE®
Metodología
Campaña de medición de condiciones de borde y variables para validación
Medición Velocidad y temperatura en celosías
Metodología
Campaña de medición de condiciones de borde y variables para validación
Monitoreo en lucarnas
Metodología
Modelo simplificado de nave EO
Modelo geométrico simplificado y mallado de volumen de control
Metodología
Desarrollo de simulación computacional de condiciones actuales de nave EO
Líneas de flujo de aire al interior de Nave EO
Metodología
Desarrollo de simulación computacional de condiciones actuales de nave EO
Zona celosíasVelocidad media muestreada
[m/s]
Velocidad media modelo CFD
[m/s]
Celosías Oeste 1.65 1.52
Celosías Norte 1.31 1.59
Celosías Este 1.42 1.43
ZonaVolumen
[m³]
Flujo Lucarna
Continua
[m³/s]
Flujo Lucarna
Discontinua [m³/s]Flujo Celosías Techo
Renov./h
Despega
dora de
Cátodos
90000 68.94 0 97.3 6.6
Celdas 105000 137.2 64.2 0 6.9
Nave
completa195000 206.1 64.2 97.3 6.8
Metodología
Identificación de oportunidades de mejora
• Reducción de renovaciones por hora entre día y noche
• Perdida de carga en lucarnas• Líneas de flujo de aire limpio directo a lucarnas
Metodología
Conclusiones previas y posibles mejoras:
• El modelo resuelto para la condición día, responde bien según los valores
medidos de velocidad y temperatura.
• Durante el día existen cerca de 6 renovaciones de aire al interior de la Nave,
pero estas renovaciones no son homogéneas, principalmente a causa de la
recirculación, producida por convección natural en la zona de celdas.
• Durante la noche se midió velocidades de entrada de aire que hacen suponer
solo la mitad de las renovaciones de aire, en relación al día.
• Se propone buscar un método que asegure las mismas renovaciones de aire
en el día y la noche (ventilación natural asistida).
• Se propone mejorar los flujos de aire al interior de la nave de EW, buscando
la forma de hacer una ventilación más homogénea y evitando los
cortocircuitos de aire limpio desde celosías hacia lucarnas.
Objetivos
Estudio de posibles mejoras a la ventilación secundaria del edificio– Disminuir perdidas de carga en Lucarnas
– Asegurar homogeneidad en las renovaciones de aire generadas
– Ventilación Natural asistida como solución a los cambios ambientales
Optimización de eyectores como alternativa de ventilación natural asistida
Conclusiones
Efecto de cambio geométrico en lucarna, aumento del 50% en las renovaciones de aire.
Conclusiones
Caso Temperatura media a 1.5 [m]
[°C] (°K)
Desviación estándar de T
[°C]
Caso Base 28.59 (301.59) 0.57
Caso 1 28.86 (301.86) 0.83
Caso 2 28.09 (301.09) 0.27
Mejora en la homogenización de la ventilación general
Conclusiones
Principio de funcionamiento de un eyector
Conclusiones
Efecto de eyectores en Lucarnas 1:5
Conclusiones
Efecto de eyectores en Lucarnas Modificadas 1:8
Conclusiones
Procedimiento de optimización de eyectores
• Cálculo de pérdidas de carga en manifolds de eyectores, para distintos diámetros de salida de los eyectores.
• Pérdida de carga en ductos de transporte.
• Cálculo del flujo inducido por los eyectores, en base a la geometría real de las
lucarnas, para distintos diámetros de salida de los eyectores.
• Identificación del diámetro de eyectores óptimo, en base al balance de pérdidas
de carga versus capacidad de ventiladores especificado.
Conclusiones
Procedimiento de optimización de eyectores
2
2
1
e
mm
V
PK
⋅
∆=
ρ
Perdida de carga singular de 1.8, constante para distintos diámetros de salida de eyector
Conclusiones
Procedimiento de optimización de eyectores
Perdida de carga singular de 1.04, constante para distintos diámetros de salida de eyector
Conclusiones
Procedimiento de optimización de eyectores
Estimar flujo inducido, para 6000 CFM inyectados, variando el diámetro de eyector mediante UDF definiendo zona activa del eyector.
21/ CAAC
Q
Qps
p
s +=&
&
Conclusiones
Procedimiento de optimización de eyectores
Curva de ventilador y diámetro optimo de eyector, alcanzando 12 renovaciones de aire por hora
