改进加热器设计:模拟对节约材料成本和缩短设计时间的价值

本文强调了高效设计在为过程工业开发高质量加热器方面的价值。WATTCO使用先进的技术,如计算机模拟生产有效的加热器,不仅提供了效率,而且节省了大量的施工时间和材料成本。

从成立之初,WATTCO就强调质量。这通常需要为过程工业过度设计和过度设计加热器。为了保证质量,WATTCO的加热器的设计是基于所选择的参数来实现性能,而不是公司对成本或设计时间的考虑。一个复杂的设计通常需要几年的时间来创造一个原型。制作原型也需要大量的投资。

设计使用模拟

图1

近年来,WATTCO已经开始使用模拟技术设计加热器。模拟或计算机辅助设计(CAD)技术提供了对制造的洞察。这些技术或模拟可以研究受流体动力学、热和结构应力等外部效应影响的加热器在与现实非常相似的情况下的行为。通过模拟进行设计有几个好处。例如,它减少了设计时间和设计成本。这是可能的,因为模拟有助于优化设计。成本效益来自于推荐精确尺寸的加热器组件,例如法兰。这样可以节省各种材料的费用。

此外,WATTCO工程师避免了原型设计的巨大成本。中间步骤通常不需要。特别是,通过模拟,WATTCO可以减少多达50%的法兰厚度(见图1),而不会降低加热器的性能。事实上,这种优化除了节省大量材料成本外,还会提高性能。

挡板在加热器

图2

华特科工程师利用模拟技术来改善热传导过程加热器用挡板。通过模拟可以了解挡板如何在加热器中使用,其中加热器的形状、粘度、流体温度、流体动力学都被考虑在内。挡板常用于圆形加热器,以改善低粘度流体的混合。(见图2)。传统的设计建议采用挡板设计,这取决于罐体直径,如图3所示。模拟设计可以提供更精确的信息,挡板的数量和它们的角度。WATTCO还规定了加热器上安装挡板的确切位置,例如,根据挡板的宽度。

WATTCO正在为包括石化工业和半导体工业在内的过程工业加强加热器设计。在保证性能和安全性的同时,还可以控制设计成本。

图3

在液体的情况下,固体悬浮挡板应该诱导旋转,确保颗粒在恒定的运动。

WATTCO工程师依靠模拟来提供精确可靠的设计细节。精确度的主要原因是仿真不仅考虑理论建模,而且根据不同的外部和实时场景展示加热器的行为,就像它们在实际的工业环境中使用一样。设计工程师还发现仿真或计算机建模是有效的,因为它提供了改变参数的灵活性,甚至在原型制造之前就可以看到性能。