Tecnologias
Divulgação ESSS
O PAPEL - Novembro 2007
Simulando processos com o uso de CFD
A constante busca pelo aprimoramento de processos e equipamentos vem gerando uma série de ferramentas tecnológicas que visam aperfeiçoar o ciclo de desenvolvimento de produtos e reduzir os custos industriais. Ao mesmo
tempo, a qualidade final não pode ser afetada; ao contrário, as empresas precisam melhorar seus produtos para se
manterem competitivas no mercado. Dessa forma, em diversos segmentos industriais, a utilização de softwares de
simulação tem-se tornado uma opção cada vez mais importante para o alcance dessas metas aparentemente contraditórias. Tais ferramentas permitem aos engenheiros e projetistas acompanhar melhor as ocorrências em diversos
processos industriais e equipamentos associados, possibilitando, assim, a diminuição do ciclo de projeto, de modo
a eliminar o tradicional processo de “tentativa e erro”.
O projeto de processos e equipamentos para a indústria de papel e celulose consiste em uma tarefa que exige
significante apoio experimental e grande número de protótipos e testes. Uma alternativa interessante para otimizar
esse ciclo é a utilização das ferramentas de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD, do inglês Computational
Fluid Dynamics), que oferecem ao engenheiro a possibilidade de prever o comportamento dos f luidos através de
testes virtuais, sem a necessidade de construir diversos protótipos.
A empresa brasileira Engineering Simulation and Scientific Software (ESSS), distribuidora dos softwares Ansys
na América do Sul, coloca à disposição do mercado ferramentas avançadas de CFD, proporcionando capacitação
completa na utilização desses pacotes e também, se necessário, trabalhos de consultoria específica com metas em
conformidade com as necessidades dos clientes. “A utilização dos pacotes de simulação Ansys reduz a quantidade
de protótipos e ensaios físicos necessários, além de permitir o estudo de uma grande quantidade de alternativas de
projeto, culminando em substancial redução do tempo despendido para o desenvolvimento de produtos”, destaca
Nicolas Spogis, doutor em Engenharia e coordenador de Negócios da ESSS. “Muitas vezes é feita a pergunta: ‘O
que aconteceria se...?’ dentro de um processo de tomada de decisões em dado projeto, e a mudança de cenários
técnicos (condições de operação do equipamento e seu impacto no desempenho do processo) pode ser prevista
pela simulação de CFD de forma relativamente rápida em comparação ao processo tradicional de prototipagem”,
complementa Spogis.
Ele ainda comenta que grandes empresas do setor de papel e celulose já utilizam essa tecnologia em seus projetos. A Metso Paper reduziu substancialmente o gasto energético dos seus depuradores, aumentando a eficiência e
diminuindo as perdas de matéria prima; a Albany obteve melhorias significativas na qualidade do papel fabricado
com seus equipamentos, e a Kadant reduziu em 25% o consumo de energia em seus polpadores.
Os setores aeroespacial, metalúrgico, automotivo, de óleo e gás, químico, biomédico e de geração de energia já
utilizam CFD no dia-a-dia. Entre as clientes da ESSS, vale citar a Petrobrás, a Embraer, a Companhia Vale do Rio
Doce, a Weg, a Voith e a Alstom, que adotam a tecnologia, além de importantes montadoras de veículos (GM, Ford
e Volkswagen) e seus principais fornecedores.
Para garantir o sucesso da implantação dessa tecnologia, a ESSS oferece um processo de transferência de tecnologia que envolve treinamentos desde o nível básico ao avançado, bem como o suporte prestado por sua equipe
de engenheiros, mestres e doutores em diversas
áreas, como Engenharia Mecânica, Naval, Química
e Metalúrgica.
Também merecem destaque os softwares Ansys de
CFD, Fluent e CFX, que podem ser instalados em computadores que tenham como plataforma os sistemas
operacionais Windows de 32 ou 64 bits ou Linux.
Imagem em 3D do modelo de planta piloto do Pulper. A geometria
desse equipamento é utilizada para quantificar as características de
circulação dos diversos tipos de design de rotor.
Em detalhe, um rotor instalado no hidrapulper
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Texto: Rodrigo Moraes
Technologies
Simulating processes with the use of CFD
Text: Rodrigo Moraes
O PAPEL - Novembro 2007
by ESSS
The continuous search for the improvement of processes and equipment has generated a series of technological tools that aim
at enhancing the product development cycle
and reducing industrial costs. At the same
time, the final quality of the product cannot be
affected; on the contrary, the companies have
to improve their products to keep competitive
in the market. This way, in many industrial
segments, the use of simulation software has Transformation of velocity vectors to
the rotating frame of reference (using
become more and more an important option Fieldview) was critical to refining the
in the search of these apparently contradicting rotor design
goals. These tools provide engineers and designers with a better knowledge of what happens in various industrial processes and related equipments, thus enabling a reduction in
the project cycle in order to eliminate the traditional “trial-and-error” process.
The design of processes and equipment for the pulp and paper industry is a task that
requires significant experimental support and a large number of prototypes and tests. An
interesting alternative to optimize this cycle is the utilization of the CFD (Computational
Fluid Dynamics) tools, which offer engineers the possibility of predicting the behavior
of fluids through virtual tests, without the need to build many prototypes.
The Brazilian company Engineering Simulation and Scientific Software (ESSS), distributor of the ANSYS software in South America, makes available to the market advanced
CFD tools, providing full capacity building in the use of these packages as well as, if
necessary, specific consulting works with targets agreed according to customers’ needs.
“The use of ANSYS simulation packages reduces the quantity of prototypes and physical
tests required, besides enabling the study of a great number of project alternatives, eventually leading to a significant reduction in the time dedicated to product development”,
remarks Nicolas Spogis, PhD in engineering and Business consultant for ESSS. “Many
times the question we ask ourselves: ‘What would happen if...’ within a decision-making
process of a certain project, and the change of technical scenarios - change in the operational conditions of the equipment and its impact in the process performance, can be
answered by the CFD simulation in a fairly quick way when compared to the traditional
prototyping process”, complements Spogis.
Also, according to Spogis, large pulp and paper companies already utilize that
technology in their projects. Metso Paper has substantially decreased the energy cost of
its screening and cleaners, increasing efficiency and reducing waste of virgin material.
Albany, by its turn, got significant improvement in the quality of the paper manufactured
with their equipment, and Kadant has reduced by 25% the consumption of energy in
their pulp equipment.
Segments like aerospace, metallurgy, automotive, oil and gas, chemical, biomedical
and power generation already utilize CFD in their day-to-day operations. Some of ESSS
customers, such as Petrobras, Embraer, Vale do Rio Doce, Weg, Voith and Alstom, already
utilize the technology, together with important automakers (GM, FORD and Volkswagen)
and their main suppliers.
In order to ensure the successful implementation of this technology, ESSS offers a
technology transfer process, involving training courses from basic to advanced levels,
besides providing technical support through its team of engineers, masters and doctors
in several areas, such as: mechanical, naval, chemical and metallurgical engineering.
It is important to remark that the CFD, Fluent and CFX software from
ANSYS can be installed in computers with a platform with Windows 32 or 64
bits or Linux operational systems.
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