Natürliche Belüftung – Metallurgie
Empfehlungen für eine optimale Belüftung und eine wirksame Verteilung der Schadstoffe - Stahlwerk
Das von der Firma EOLIOS für das Stahlwerk Aubert et Duval durchgeführte Projekt besteht aus einer Studie zur Dimensionierung und Lokalisierung eines neuen statischen Belüfters (Robertson) auf dem Dach. Das Hauptziel der Dimensionierung dieser Studie ist es, eine effektive Belüftung des Stahlwerks zu gewährleisten, indem die optimalen Abmessungen des statischen Belüfters ermittelt werden.
Empfehlungen für eine optimale Belüftung und eine wirksame Verteilung der Schadstoffe im Stahlwerk Aubert et Duval
Jahr
2024
Kunde
Aubert und Duval
Lokalisierung
Frankreich
Typologie
Stahlwerk
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testt
Beurteilen Sie die Eignung des Lüftungssystems im Rahmen einer Dachsanierung.
Das Unternehmen EOLIOS führt ein Projekt für das Stahlwerk Aubert et Duval durch, das aus einer Studie zur Dimensionierung und Lokalisierung eines neuen statischen Belüfters auf dem Dach besteht. Das Hauptziel besteht darin, eine effiziente Belüftung des Stahlwerks zu gewährleisten, indem die optimalen Abmessungen des Belüfters ermittelt werden. Dadurch können die Normen für Schadstoffemissionen eingehalten, der lufttechnischeund thermische Komfort optimiert unddie Luftqualität verbessert werden.
Die Studie umfasst auch eine gründliche Analyse der Luftbewegungen im Stahlwerk, um die Verteilung des Staubs und Rauchs, die bei den industriellen Vorgängen entstehen, besser zu verstehen. Diese Analyse wird es ermöglichen,die Auswirkungen des Belüfters auf die Ausbreitung dieser Partikel zu bewerten und Maßnahmen zur Vermeidung und Kontrolle der Verschmutzung vorzuschlagen.
Die Ergebnisse dieser Studie werden entscheidend sein, um die Größe des Belüfters und seine optimale Platzierung auf dem Dach genau zu definieren. Darüber hinaus werden sie Empfehlungen zur Begrenzung der Ausbreitung von Staub und Rauch ermöglichen, wodurch eine bessere Luftqualität gewährleistet und das Risiko von Umweltverschmutzung verringert wird.
Es ist zu beachten, dass die Studie mehrere verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen Konfigurationen und Luftströmen berücksichtigt. Die Ziele der Studie bestehen daher darin den Belüfter so dimensionieren, dass er für jedes Szenario geeignet ist.Sie können den Luftreiniger so einstellen, dass er die Emissionsstandards einhält und die Luftqualität verbessert. die Luftqualität verbessern
Vorbereitende Messungen für die thermo-lufttechnische Analyse
Einsatz von Rauchtests und Temperaturmessungen zur Beurteilung der Luftzirkulation in der Fabrik
Während der Studie für das Stahlwerk Aubert et Duval wurden mehrere Aktivitäten durchgeführt, um die thermoaeraulischen Phänomene des Standorts zu erfassen.
Eine globale Tour durch die Fabrik ermöglichte es, die verschiedenen Prozesse zu visualisieren und die spezifischen Probleme zu verstehen.
Es wurden Vermessungen durchgeführt, um die Lage und Größe der Lüftungsschlitze und Öffnungen in den drei Hallen des Stahlwerks zu bestimmen.
Von Wärmebilder wurden aufgenommen, um die Temperatur der Wände gemessen.Währenddessen wurden Rippenaufnahmen wurden durchgeführt, um 3D-Modelle der fehlenden Teile erstellt wurden.
Rauchtests für eine gründliche Analyse der Luftströme am Standort
Rauchtests sind zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden, um thermoaeratische Phänomene an Industriestandorten zu bewerten. Diese Tests machen nämlich die Luftströme sichtbar undidentifizieren mögliche Stagnationszonen und bieten so eine genaue Analyse der Luftzirkulation in einer bestimmten Umgebung.
Illustration der Rauchtestkampagne
Diese Rauchversuche spielen eine Schlüsselrolle bei derAnalyse der thermoaeraulischen Phänomene am Standort. Sie ermöglichen es,sensible Punkte zu identifizieren und geeignete Lösungen vorzuschlagen, um die Luftzirkulation und die Qualität des thermischen Klimas zu verbessern.
Diese Tests wurden kürzlich auf dem Industriegelände durchgeführt und zeigten die verschiedenen Wege der Luft von der Wärmequelle über alle Gebäudeteile bis hin zu den Lüftungsausgängen. Anhand dieser Beobachtungen konnten die Ingenieure Hotspots sowie Bereiche mit schlechter Luftzirkulation bestimmen.
Um diese Tests erfolgreich durchzuführen, wurde spezieller Rauch verwendet. Diese wurden aus einer umweltfreundlichen Flüssigkeit auf Wasser- und Glykolbasis erzeugt, wodurch sichergestellt wurde, dass sie für die Umwelt und die Gesundheit der Menschen am Standort unbedenklich sind.
Dabei wurden Bereiche mit stehender Luft entdeckt, die die Bildung von warmen Luftströmen und für die Arbeiter unangenehmem Mikroklima förderten.
Dank dieser Informationen konnten Verbesserungen an der Belüftung des Standorts vorgenommen werden, wodurch eine angenehmere und sicherere Arbeitsumgebung geschaffen werden konnte.
Analyse von Wärmebildern zur Identifizierung von Wärmequellen
Anschließend wurden Wärmebilder verwendet, um die Hauptquellen thermischer Phänomene und die verschiedenen Bereiche mit mehr oder weniger Wärmedichte hervorzuheben.
Die gemessenen Temperaturen wurden mit den Ergebnissen der CFD-Simulationen verglichen, um ihre Übereinstimmung zu überprüfen. Es wurde der Emissionsgrad der verschiedenen Oberflächen berücksichtigt, um die Temperaturen zu schätzen.
Infrarot-Thermografie von Wärmequellen in der Fabrik
Wetteranalyse
Bei zwei Besuchen vor Ort wurden die äußeren Wetterbedingungen erfasst, die als Grundlage für die grundlegenden Simulationen dienen. Anschließend wurden die Wetterdaten der dem Standort nächstgelegenen Wetterstation über einen Zeitraum von 12 Monaten gesammelt.
Diese genauen Informationen über die Wetteraufzeichnungen werden es uns ermöglichen, die richtigen Wetterbedingungen für die Ziele der Studie auszuwählen. Die Bedingungen des zweiten Besuchs wurden für die erste Modellierung verwendet, um eine gute Implementierung der Bedingungen in das Modell zu bestätigen.
Zu den gesammelten Informationen gehören die Windgeschwindigkeit und -richtung sowie die durchschnittliche Tiefsttemperatur im Winter und die durchschnittliche Höchsttemperatur im Sommer. Darüber hinaus werden auch die extremsten registrierten Temperaturspitzen berücksichtigt.
Diese Daten spielen eine entscheidende Rolle bei der Anpassung der Lüftungsstrategien, um den optimalen Komfort der Fabrikarbeiter das ganze Jahr über zu gewährleisten.
Numerische CFD-Simulation der thermischen Bedingungen in der Fabrik
Erstellung eines digitalen 3D-Modells der Fabrik
Die Simulation wurde mithilfe der CFD-Methode (Computational Fluid Dynamics) durchgeführt, mit der die Bewegungen von Flüssigkeiten wie Luft und Gasen analysiert und vorhergesagt werden können. Dieser virtuelle Ansatz ermöglicht die Simulation von thermoaeraulischen Phänomenen im Stahlwerk unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Oberflächen, Wärmequellen und Luftströmen. Mithilfe von CFD können Gasströmungen, Temperaturen und Konzentrationen detailliert dargestellt und analysiert werden, was zu einem besseren Verständnis der Prozesse und zur Optimierung der Leistung und Sicherheit von Anlagen beiträgt.
Die geometrische Modellierung ist ein Schlüsselschritt bei CFD-Simulationen.
Sie ermöglicht eine genaue Darstellung der Geometrie des untersuchten Standorts oder Gebäudes und die Definition von Randbedingungen wie Wänden, Öffnungen nach außen und interner Wärmezufuhr.
Die geometrische Modellierung ermöglicht außerdem eine Vereinfachung des Modells, indem irrelevante Elemente entfernt werden, was dieInterpretation der Ergebnisse erleichtert.
CFD-Simulationen
Die Simulation wurde mithilfe der CFD-Methode (Computational Fluid Dynamics) durchgeführt, mit der die Bewegungen von Flüssigkeiten wie Luft und Gasen analysiert und vorhergesagt werden können. Dieser virtuelle Ansatz ermöglicht die Simulation von thermoaeraulischen Phänomenen im Stahlwerk unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Oberflächen, Wärmequellen und Luftströmen. Mithilfe von CFD können Gasströmungen, Temperaturen und Konzentrationen detailliert dargestellt und analysiert werden, was zu einem besseren Verständnis der Prozesse und zur Optimierung der Leistung und Sicherheit von Anlagen beiträgt.
Die Simulation wurde mithilfe der CFD-Methode (Computational Fluid Dynamics) durchgeführt, mit der die Bewegungen von Flüssigkeiten wie Luft und Gasen analysiert und vorhergesagt werden können. Dieser virtuelle Ansatz ermöglicht die Simulation von thermoaeraulischen Phänomenen im Stahlwerk unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Oberflächen, Wärmequellen und Luftströmen. Mithilfe von CFD können Gasströmungen, Temperaturen und Konzentrationen detailliert dargestellt und analysiert werden, was zu einem besseren Verständnis der Prozesse und zur Optimierung der Leistung und Sicherheit von Anlagen beiträgt.
Visualisierung von CFD-Simulationen zur Optimierung der natürlichen Belüftung
Im Zusammenhang mit Gebäuden können mithilfe von CFD Luftgeschwindigkeiten, Druck und Temperaturen in und um Bauräume untersucht werden. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis der lufthygienischen und thermischen Bedingungen, insbesondere für die Planung von Lüftungs- und Klimaanlagen. CFD-Simulationen sind besonders nützlich, um den Komfort in Innenräumen durch die Optimierung der Luftströme zu verbessern, was zu einer besseren Energieeffizienz und zum Wohlbefinden der Bewohner beiträgt.
CFD-Simulation der natürlichen Belüftung
Studie zur Verteilung der Luftgeschwindigkeiten bei verschiedenen Arten der natürlichen Belüftung
In dieser Studie wurden zwei Konfigurationen untersucht, um die Effektivität der Staubabsaugung bei einem Ofen mit offener Tür zu bewerten. Die erste Konfiguration war die Grundkonfiguration, während die zweite Konfiguration das Hinzufügen von statischen Belüftern und das Schließen der ungeeigneten Windschutzscheibe beinhaltete
Die Ergebnisse zeigten, dass in der zweiten Situation eine deutlich höhere Staubabsaugung als in der Grundkonfiguration zu beobachten war, indem eine schnellere und näher an der Emissionsquelle liegende Absaugung ermöglicht wurde. Dies trägt dazu bei, ein saubereres und sichereres Arbeitsumfeld zu gewährleisten.
Untersuchung von Thermalfahnen
Eine der Hauptherausforderungen dieser Studie besteht darin, zu verstehen, wie die Wärme innerhalb der Fabrik verteilt wird und wie sie sich auf die verschiedenen Arbeitsbereiche auswirkt. Es ist notwendig, Bereiche zu identifizieren, in denen die Temperaturen übermäßig hoch sein können, und Maßnahmen zu ergreifen, um die Auswirkungen der Hitze auf die Beschäftigten abzumildern.
"Die Bedeutung der richtigen Platzierung von Lüftungsöffnungen: Strategie zur Förderung eines effektiven Wärmezugs und optimalen Abzugs der warmen Luft"
Die Untersuchung der ursprünglichen Konfiguration der Anlage ergab, dass in einigen Bereichen eine geringe Luftzirkulation herrschte, was zu hohen Temperaturen in diesen Bereichen führte. Dies kann auf Faktoren wie die Lage der Wärmequellen, die Anordnung der Geräte oder die Luftzirkulation im Raum zurückzuführen sein. Durch das Hinzufügen von statischen Belüftern in der zweiten Konfiguration wurde dieses Problem behoben.
Diese Belüfter trugen dazu bei, die Luftzirkulation in der Fabrik zu erhöhen, indem sie den Abzug von heißer Luft erleichterten und den Eintritt von Frischluft förderten. Dies hatte zwei positive Auswirkungen. Erstens wurden durch die Homogenisierung der Luftgeschwindigkeiten Bereiche mit geringer Zirkulation reduziert, was zu einer besseren Wärmeverteilung in der Fabrik beitrug. Dies führte zu einer Verringerung der Temperaturamplituden zwischen den verschiedenen Arbeitsbereichen, wodurch der thermische Komfort für die Beschäftigten verbessert wurde. Außerdem konnten durch die Homogenisierung der Temperaturen insbesondere unter sommerlichen Bedingungen, bei denen die Außentemperaturen höher sein können, hohe Temperaturen reduziert werden.
Studie zur Verteilung von Staub und Schadstoffen
Die Untersuchung der Verteilung von Staub und Schadstoffen in der Fabrik zeigte die Wirksamkeit von Abluftsystemen wie statischen Belüftern und Abzugshauben. Diese Vorrichtungen sollen das Vorhandensein von Staub und Schadstoffen in der Luft der Fabrik reduzieren. Die erste Konfiguration der Anlage zeigte hohe Staub- und Schadstoffkonzentrationen, die sich hauptsächlich in der Nähe der Öfen befanden. Auf dem restlichen Fabrikgelände waren die Staub- und Schadstoffkonzentrationen jedoch relativ gleichmäßig.
Die zweite Konfiguration hingegen verbesserte die Verteilung der Luftbewegungen im unteren Teil der Fabrik und reduzierte so die Bereiche mit hohen Staub- und Schadstoffkonzentrationen. Dies legt nahe, dass die Optimierung der Abgassysteme zu einer besseren Verteilung der Partikel und Schadstoffe in der gesamten Anlage beigetragen hat, was eine leichtere Entsorgung ermöglicht. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer angemessenen Gestaltung von Abluft- und Belüftungssystemen in Fabriken. Wenn man die Hauptquellen von Staub und Schadstoffen identifiziert, kann man wirksame Sammel- und Entsorgungsvorrichtungen einrichten, um deren Ausbreitung in der Luft der Fabrik zu verringern.
Untersuchung der Entwicklung der neutralen Druckebene bei verschiedenen Konfigurationen der natürlichen Belüftung
Druckneutrale Pläne spielen eine entscheidende Rolle bei der Planung von natürlichen Belüftungssystemen in Gebäuden. Sie werden verwendet, um strategische Stellen zu bestimmen, an denen Lufteinlass- und Luftauslassöffnungen platziert werden sollten, um die Luftzirkulation zu optimieren. Eine neutrale Druckebene ist eine imaginäre Fläche innerhalb des belüfteten Raums, in der der statische Druck ausgeglichen ist. Das bedeutet, dass die Kräfte, die von der ein- und ausströmenden Luft in diesem Bereich ausgeübt werden, gleich sind. In den meisten Fällen befinden sich die Lufteinlassöffnungen am unteren Ende des belüfteten Raums, wo der Druck höher ist.
Der höhere Druck ist in der Regel auf Temperaturunterschiede zwischen der Innen- und der Außenseite des Gebäudes sowie auf die Luftdichte zurückzuführen. Durch diese Einlassöffnungen kann frische Luft in den belüfteten Raum einströmen. Andererseits sind die Luftauslassöffnungen oben angebracht, wo der Druck niedriger ist. Dies wird auf den Höhenunterschied zwischen den Ein- und Auslassöffnungen sowie auf Luftströmungen zurückgeführt, die durch äußere Faktoren wie Wind entstehen.
Entwicklung der neutralen Druckebene in verschiedenen Lüftungskonfigurationen
Durch die Positionierung der Austrittsöffnungen am oberen Ende des belüfteten Raums, wird die verbrauchte Luft effizienter abgeführt.Dadurch wird die Luftqualität verbessert. eine bessere Qualität der Raumluft. Unter Einhaltung der neutralen Druckpläne, können Planer für eine effektive natürliche Belüftung und eine gleichmäßige Verteilung der Frischluft im gesamten Raum sorgen..
Dimensionierung statischer Belüfter
Die durchgeführten Simulationen beinhalteten dann die Installation eines neuen Zimmermannsbelüfters über Ofen 8. Die Ergebnisse der Simulationen zeigten, dass der neu hinzugefügte Zimmermannsbelüfter einen erheblichen Einfluss auf die Luftströmungen hatte. Es ist ein Verschwinden der gerichteten Strömung von Ofen 8 zu den bereits vorhandenen kleinen Zimmermannslüftern zu beobachten.
In Bezug auf die Temperaturverteilung zeigen die Ergebnisse eine ähnliche Verteilung wie in den vorherigen Szenarien, jedoch mit einem deutlichen Rückgang der Temperatur unter dem Dach dank des Zimmermannslüfters.
Die Temperatur unter dem Dach sinkt nachweislich dank derschneller Abtransport der warmen Luft beladen mit Kalorien durch den Zimmermannslüfter. Die Ergebnisse unterstreichen auch, dass der Gesamtfördermenge bleibt weitgehend konstantmit einer leichtem Anstieg im Vergleich zur bestehenden Konfiguration. Diese Ergebnisse zeigen die Wirksamkeit des oberhalb von Ofen 8 hinzugefügten Zimmermannsbelüfters für die heiße, mit Kalorien beladene Luft schnell abführen. Diese Änderung trägt also dazu bei Verbesserung des Luftstroms und der thermischen Bedingungen im Gebäude.
Bilanz der thermo-lufttechnischen Analyse der Fabrik
Analyse der thermischen Bedingungen: Identifizierung von Risikobereichen und Empfehlungen zur Verbesserung des Komforts für die Arbeiterinnen und Arbeiter
Ziel der Studie war es, die neue statische Belüftungsanlage auf dem Dach des Stahlwerks zu dimensionieren und zu positionieren. Außerdem wollte sie die Luftbewegungen und die Temperaturverteilung im gesamten Stahlwerk kartieren und die Verteilung von Staub/Rauch am Belüfter analysieren.
Die Geschwindigkeitspläne auf Augenhöhe zeigten eine relativ gleichmäßige Verteilung, die unabhängig von den äußeren Bedingungen war. Die konvektive Bewegung, die von heißen Elementen wie Öfen, Drittblocks, Schlackenbehältern und Pfannen verursacht wird, ist der wichtigste lufttechnische Antrieb im Stahlwerk.
Beim statischen Belüfter (Robertson) zeigten die Geschwindigkeitsmuster eine effektive Evakuierung über seine gesamte Länge mit einer relativ gleichmäßigen Verteilung.
Die Verteilung der Schadstoffe im Abschnitt des statischen Belüfters zeigte einen leicht zum Ofen hin verschobenen Bereich mit hoher Konzentration, während der Rest des Robertson eine gleichmäßige, von der Geometrie unabhängige Verteilung zeigte.
Die von EOLIOS durchgeführte Studie lieferte wertvolle Empfehlungen zur Dimensionierung und Optimierung der statischen Belüftungsanlage des Stahlwerks. Diese Empfehlungen werden für eine bessere Belüftung, eine effektive Staub-/Rauchverteilung und eine allgemeine Verbesserung des Raumklimas sorgen. Dies wird dazu beitragen, den Komfort für die Angestellten zu verbessern, die Einrichtungen in einem optimalen Zustand zu halten und die geltenden Umweltstandards einzuhalten.
Videozusammenfassung der Studie
Zusammenfassung der Studie
Das Unternehmen EOLIOS führt eine Studie zur Dimensionierung und Lokalisierung eines neuen statischen Belüfters auf dem Dach des Stahlwerks von Aubert et Duval durch. Ziel ist es, eine effiziente Belüftung des Stahlwerks zu gewährleisten und gleichzeitig die Normen für Schadstoffemissionen einzuhalten und die Luftqualität zu verbessern. Die Studie umfasst eine gründliche Analyse der Luftbewegungen im Stahlwerk, um die Verteilung des Staubs und Rauchs zu verstehen, der durch die industriellen Vorgänge entsteht. Rauchtests und Wärmebilder werden eingesetzt, um die Luftzirkulation zu bewerten und sensible Punkte zu identifizieren. Die Ergebnisse der Studie werden dazu beitragen, die optimalen Abmessungen des Lüfters und seine optimale Platzierung auf dem Dach zu bestimmen sowie Empfehlungen zur Begrenzung der Ausbreitung von Staub und Rauch zu geben. Außerdem werden CFD-Simulationen durchgeführt, um die Bewegung von Flüssigkeiten zu analysieren und die natürliche Belüftung zu optimieren.
