Proiectarea sistemelor termice utilizând optimizarea topologiei

Ecoterm este o companie cu capital privat, înființată în anul 2002. Activeaza cu succes pe piața construcțiilor din România și ofera soluții complexe în domeniul instalațiilor HVAC, sanitare, electrice de automatizare, pornind cu etapa de proiectare, până la montaj și punere în funcțiune.

Proiectarea sistemelor termice,se concentreaza pe simulare, proiectare fezabilă și optimizare. Deși majoritatea sistemelor termice au fost modelate și simulate extensiv, rezultatele obținute nu au fost, în multe cazuri, utilizate pentru proiectarea și optimizarea procesului.

Scopul acestei teze este de a aplica optimizarea topologiei la proiectarea diferitelor sisteme termice, precum radiatoarele și schimbătoarele de căldură, pentru a îmbunătăți performanța termică a acestor sisteme în comparație cu proiectele convenționale.

Proiectarea sistemelor termice este o sarcină complexă care s-a bazat în mod tradițional pe experiența, intuiția și abordările de încercare și eroare. În schimb, optimizarea topologiei permite o optimizare sistematică a acestor sisteme și identificarea geometriilor neintuitive și neașteptate. Atât optimizările numerice, cât și, într-o măsură mai mică, validările experimentale ale proiectelor optimizate sunt prezentate în cadrul acestei teze. Contribuția principală a tezei este dezvoltarea mai multor modele de optimizare numerică care sunt aplicate diferitelor provocări de proiectare din cadrul ingineriei termice.

Optimizarea topologiei este aplicată într-un proiect industrial de proiectare a sistemului de respingere a căldurii instrumentului de intervenție a puțului de petrol arobotic și este construit un prototip optimizat care poate funcționa în medii de 200 ° C în loc de 175 ° C, deschizând din nou piața pentru companie. Un model similar este utilizat într-un proiect diferit pentru a optimiza radiatorul unei tablete comerciale.

Proiectarea condensatoarelor de centrale electrice răcite cu uscător 3D utilizând un model simplificat de optimizare a topologiei termoidului este prezentată într-un alt studiu. Se realizează o evaluare comparativă a geometriilor optimizate împotriva unui design convențional al schimbătorului de căldură, iar proiectele topologice optimizate arată o performanță superioară. Un model de radiator de topologie cu topologie de optimizare termică este aplicat la proiectarea radiatoarelor cu convecție forțată răcite cu aer. Două modele de topologie optimizate sunt comparate în mod exemplar cu un radiator de aripi paralele cu dimensiuni optimizate și o rezistență termică cu până la 13% mai mică se realizează prin optimizarea topologiei. Această nouă abordare poate rezolva în mod explicit ecuațiile NavierStokes și capta transferul de căldură în ambele ude la un cost de calcul redus.

În cele din urmă, este rezumată fabricarea și validarea experimentală a diferitelor dispozitive de transfer termic optimizate pentru topologie. Prototipul instrumentului de foraj robotizat dezvoltat este testat cu succes în laborator în condiții similare cu cele din foraj. Sunt fabricate două chiuvete comerciale optimizate pentru tablete, montate pe dispozitiv și comparate experimental cu un radiator neoptimizat. Mai mult, este prezentată fabricația și compararea experimentală a radiatoarelor 3D cu convecție naturală optimizate împotriva proiectelor convenționale de radiatoare. Turnarea investițională utilizând modele tipărite cu stereolitografie 3D este utilizată pentru a fabrica diferite modele de radiatoare de căldură, iar această tehnologie se dovedește a fi promițătoare pentru fabricarea pieselor metalice optimizate prin topologie.

Contactează-ne