Innovatieve CFD-oplossingen voor afvalwaterzuivering: De CYBERFLOW®-Accelerator
INVENT Umwelt- und Verfahrenstechnik AG, is een bedrijf met diepe wortels in de vloeistofmechanica aan de Universiteit van Erlangen-Nürnberg, is sinds zijn oprichting een pionier op het gebied van CFD-simulaties voor afvalwatertoepassingen. INVENT zag het potentieel hiervan en richtte THINK Fluid Dynamix® op, een gespecialiseerde businessunit die geavanceerde CFD-gebaseerde engineeringoplossingen biedt voor de water-, afvalwater- en chemische industrie.
De uitdaging van afvalwatermodellering
Het modelleren van hydraulische processen in afvalwaterzuivering vereist meer dan alleen technische expertise – het vraagt om een multidisciplinair team met praktische, praktijkgerichte ervaring. Om optimale resultaten te bereiken, is niet alleen het simuleren van vloeistofgedrag nodig, maar ook inzicht in de complexe interacties tussen chemie, biologie, vaste stoffenverwerking, civiele techniek, materiaalkeuze, apparatuur integratie en kostenefficiëntie.
Met meer dan 30 jaar ervaring en een technische afdeling die brede technische kennis combineert met diepgaande branchekennis, levert THINK Fluid Dynamix® betrouwbare en innovatieve oplossingen die zijn afgestemd op de uitdagingen van de praktijk.
CFD-simulaties bieden tal van voordelen voor de afvalwaterzuivering, waaronder een verbeterde procesefficiëntie, lagere operationele kosten en een grotere ecologische duurzaamheid. Deze digitale tools worden toegepast op verschillende systemen en processen, van het screenen van de instroom en het analyseren van de stromingsverdeling in pijpleidingen tot het optimaliseren van het mengen en beluchten in beluchingstanks. Tevens kunnen Caroussel bassins en oxidatiesloten worden geoptimaliseerd.. Bovendien worden deze simulaties gebruikt bij productontwikkeling, zoals INVENT de CYBERFLOW®-Accelerator heeft ontwikkeld. Hier zijn innovatieve CFD analyses en fysieke test methoden toegepast om een nieuw product te ontwikkelen.
Figure 1: CFD-simulatie van de CYBREFLOW®-Accelerator
De CYBERFLOW®-Accelerator
Om de INVENT CYBERFLOW®-Accelerator tot een revolutionaire voortstuwer te maken, zijn alle conventionele ontwerpprincipes in een ander licht bekeken.
En is door INVENT een volledig nieuwe voortstuwer ontwikkeld door een holistische aanpak waarbij niet alleen rekening wordt gehouden met het ontwerp van de propeller, maar ook met de interactie van de stroming met de gehele machine.
Deze revolutionair andere aanpak heeft onder andere de volgende verbeteringen opgeleverd, :
- Omgekeerde stromingsrichting voor een wervelvrij stromingspatroon:
Conventionele voortstuwers hebben last van turbulente instroom die de propeller raakt, wat leidt tot grote efficiëntieverliezen. De CYBERFLOW®-Accelerator lost dit probleem op door te zorgen voor een volledig ongestoorde aanstroming van de, waardoor hogere stroomsnelheden mogelijk zijn met minder energie.
- “Anti-vortex”-vin:
Standaard propellers genereren inefficiënte radiale en tangentiële stromingen die wervelingen veroorzaken en energie verspillen. De CYBERFLOW®-Accelerator maakt gebruik van een anti-vortex-vin om deze verliezen te elimineren en energie terug te winnen door ongewenste stromingscomponenten om te zetten in nuttige axiale stroming.
- INVENT Power Trim Technology®:
In plaats van de as horizontaal uit te lijnen zoals bij traditionele systemen, staat deze bij de CYBERFLOW®-Accelerator iets schuin naar boven. Dit vermindert de wrijving op de bodem van de tank en verbetert de efficiëntie
- Vloeistofmechanisch geoptimaliseerd basisframe:
Het geoptimaliseerde basisframe vermijdt omvangrijke rechthoekige buizen en maakt in plaats daarvan gebruik van gegoten metalen structuren met een minimaal oppervlak en minimale weerstand. Dit geoptimaliseerde ontwerp minimaliseert de weerstand en maximaliseert de stroomefficiëntie.
Conclusie
De CYBERFLOW®-Accelerator toont de mogelijkheden van CFD analyse in afvalwaterzuivering. Ontworpen met behulp van geavanceerde CFD-simulaties en een holistische ontwerpfilosofie, is elk ontwerpelement speciaal ontwikkeld om de prestaties te verbeteren, de operationele kosten te verlagen en duurzame zuiveringsprocessen te ondersteunen. Daardoor is de CYBERFLOW®-Accelerator meer dan alleen een product; het is een demonstratie van hoe THINK Fluid Dynamix® diepgaande wetenschappelijke kennis omzet in krachtige, praktische technische oplossingen voor de toekomst van water- en afvalwaterzuivering.
Figure 2: CYBREFLOW®-Accelerator
Auteur: Lea Diehl
