Fatima Group, een organisatie onder andere gespecialiseerd in de productie van kunstmest, heeft AKOS ingeschakeld voor het maken van complexe CFD-analyses voor een productietoren van kunstmestkorrels.
In 2018 bemerken Engineers van Fatima Group een probleem in de 100 meter hoge Prilling Tower. Een Prilling Tower is een productietoren voor ureum korrels (prils). Waar normaal gesproken tijdens de productie van kunstmest de korrels gelijkmatig naar beneden vallen, was er tijdens een van de ploegendiensten een grote klont kunstmest aan de wand ontstaan en losgeraakt. Door de val van de klont raakt de bodemplaat van de toren aanzienlijk beschadigd.
Eén ding was duidelijk; de zware wind die dag was een belangrijke factor bij het ontstaan van het probleem in de toren. Uiteraard bleven veel vragen over de verstoring in het productieproces nog onbeantwoord. Wat gebeurt er in de toren wanneer er schommelingen zijn in de weersomstandigheden? Zijn er naast wind nog andere externe factoren die invloed hebben op de productie? Kan onjuiste bediening of een verkeerde instelling van de toren resulteren in schade? In 2018 vormden extreem weer en zware windstoten in Pakistan het startpunt voor een jarenlang traject. Uiteindelijk mondde dit uit in een zeer interessante en leerzame samenwerking tussen de CFD-specialisten van AKOS en het engineering team van Fatima Group.
Voor het maken van analyses van het productieproces in de toren was, vanwege de complexiteit van de casus, een duidelijke en gestructureerde aanpak noodzakelijk. De berekeningen begonnen klein en werden daarna uitgebreid. Bij de eerste analyses werd alleen uitgegaan van de specificaties van de toren zelf en werd er enkel gekeken naar de in- en uitgangen van de luchtstromingen. Stap voor stap werden er externe factoren aan toegevoegd, waaronder wind uit verschillende windrichtingen en de invloed van een gebouw nabij de toren. Zodra er met meer factoren van buiten de toren gemodelleerd werd, werden de berekeningen steeds complexer. Eén enkele berekening kostte AKOS maar liefst 24 uur rekentijd in de analyse tool ANSYS.
Stuk voor stuk werden de vermoedens omgezet in heldere inzichten in het ontstaan van het probleem. Waar de luchtstroom zich normaal gesproken van onder naar boven bewoog en bovenin de toren evenredig verliet, was er bij extreme weerscondities sprake van een asymmetrische stroming. Bij zware windstoten ging de lucht aan één zijde de toren in en ook aan één zijde de toren weer uit. Hierbij werd het vloeibare ureum tegen de muur van de toren geblazen, waardoor de klont kon ontstaan. Ook een gebouw nabij de toren bleek van invloed te zijn op het ontstaan van deze asymmetrische stroming.
Met de oorzaak van het probleem achterhaald verschoof de focus van het project zich naar een werkbare oplossing. Hoe zorgen we voor een optimale productie en tijdig ingrijpen om schade aan de toren te voorkomen? Om de verschillende opties hierbij te verkennen werd er gewerkt met modellen. Hierbij ging men uit van variaties in windsnelheid. Waar de gemiddelde windsnelheid in 2018 in die regio 4,76 meter per seconde betrof, waren er ook windstoten gemeten van 9,2 meter per seconde.
CFD-specialist Jacco vult aan: “In ons onderzoek bleek snel dat er niet alleen steady-state gerekend moest worden, maar dat het belangrijk was om tijdsafhankelijk te rekenen. In de eerste 10 tot 20 seconden, bij een verandering in de windsnelheid, is dit terug te zien in de stroming in de toren. Daarna stabiliseerde dit zich.” Vervolgens zijn er verschillende modellen gemaakt waarin berekend werd op basis van de variaties hoeveel massa er op de muur terecht komt. “De modellen zijn voor Fatima Group een praktisch handvat om te bepalen hoe en wanneer het productieproces aangepast moet worden om productieproblemen in de toekomst te voorkomen.”
Het gebeurt niet dagelijks dat een organisatie uit Pakistan bij AKOS aanklopt voor advies. Dit maakt dat er voor de start van het project duidelijke afspraken gemaakt zijn over de samenwerking. Ferry Boers, Manager Sales & Projecten bij AKOS, legt uit: “De complexiteit en duur van het project, in combinatie met de vliegrestricties die van kracht waren, maakt dat we niet op locatie onze werkzaamheden konden verrichten. Daarbij was de samenwerking met de Engineers van Fatima Group en het vele vooronderzoek dat zij reeds hadden verricht doorslaggevend in het succes van het project.” Wekelijks vond op hetzelfde tijdstip overleg plaats tussen de CFD-specialist van AKOS en de Engineers van Fatima Group. “Ze keken samen naar de uitkomsten van de berekeningen die we de afgelopen week hadden gemaakt en overlegden welke stappen er moesten volgen. Zo verliep de samenwerking zeer gestructureerd en efficiënt,” vertelt Ferry.
Fatima Group werd 1936 in Pakistan opgericht en handelde vanaf het begin in verschillende grondstoffen. Geleidelijk startte de organisatie ook met de productie van goederen in verschillende sectoren. Vandaag de dag handelt Fatima Group in diverse grondstoffen en produceert producten zoals meststoffen, textiel, suiker, mijnbouw en energie.
Het maken van complexe CFD-analyses is een van de specialisaties van advies- en ingenieursbureau AKOS. In industriële producten en processen spelen verschillende natuurkundige verschijnselen gelijktijdig een rol. Om een adequaat en een gedetailleerd beeld te krijgen van de impact van stromingsgerelateerde aspecten op een product of proces gebruikt AKOS CFD-analyses. Benieuwd of een CFD-analyse of simulatie ook voor u de uitkomst biedt? Neem contact op met AKOS voor vrijblijvend advies.
Over AKOS
AKOS is een advies- en ingenieursbureau gericht op het ontwikkelen van de industrie door het leveren van expertise en oplossingen op het gebied van mens, productie en technologie.
Menu
Terugbelverzoek
