Solutions CFD révolutionnaires pour le traitement des eaux usées : L'accelerateur CYBERFLOW®
INVENT Umwelt- und Verfahrenstechnik AG, une entreprise profondément ancrée dans la mécanique des fluides à l’université d’Erlangen-Nuremberg, est pionnière dans le domaine des simulations CFD pour les applications liées aux eaux usées depuis sa création. Consciente de leur potentiel, INVENT a créé THINK Fluid Dynamix®, une unité commerciale spécialisée qui propose des solutions d’ingénierie avancées basées sur la CFD pour les industries de l’eau, des eaux usées et des produits chimiques.
Le défi de la modélisation des eaux usées
La modélisation des processus hydrauliques dans le traitement des eaux usées nécessite plus qu’une simple expertise technique : elle requiert une équipe multidisciplinaire dotée d’une expérience pratique et concrète. Pour obtenir des résultats optimaux, il faut non seulement simuler le comportement des fluides, mais aussi comprendre les interactions complexes entre la chimie, la biologie, la manipulation des solides, le génie civil, le choix des matériaux, l’intégration des équipements et la rentabilité.
Avec plus de 30 ans d’expérience et une unité technique combinant de vastes connaissances techniques et une connaissance approfondie du secteur, THINK Fluid Dynamix® fournit des solutions fiables et innovantes adaptées aux défis du monde réel.
Les simulations CFD apportent de nombreux avantages au traitement des eaux usées, notamment une efficacité accrue des processus, une réduction des coûts d’exploitation et une meilleure durabilité environnementale. Ces outils numériques sont appliqués à divers systèmes et processus, depuis le filtrage des entrées et l’analyse de la distribution des flux dans les canaux et les canalisations jusqu’à l’optimisation du mélange et de l’aération dans les réservoirs, en passant par l’évaluation du comportement des fossés d’oxydation, des clarificateurs, des digesteurs anaérobies, etc. De plus, ces simulations sont utilisées dans le développement de produits, tels que l’accelerateur CYBERFLOW®, qui permet de concevoir et de valider des composants et des équipements de traitement innovants avant la construction de prototypes physiques.
Figure 1: Simulation CFD du l’accelerateur CYBERFLOW®
L’accelerateur CYBERFLOW®
Pour faire de l’accelerateur CYBERFLOW® un générateur de flux révolutionnaire, il introduit des principes de conception innovants.
Ceci est rendu possible grâce à une approche holistique et fluide d’optimisation mécanique, qui prend en compte non seulement la conception de l’hélice, mais aussi l’interaction du flux avec l’ensemble de la machine.
Cette approche se concentre sur l’optimisation de tous les aspects de la conception et de l’application, notamment :
- Direction du flux inversée pour un écoulement sans vortex :
Les générateurs de flux conventionnels souffrent d’un afflux turbulent qui frappe l’hélice, entraînant des pertes d’efficacité importantes. L’accelerateur CYBERFLOW® élimine ce problème en garantissant un écoulement en amont totalement fluide, ce qui permet d’obtenir des débits plus élevés avec moins d’énergie.
- Aileron « anti-vortex » :
Les hélices standard génèrent des écoulements radiaux et tangentiels inefficaces qui créent des tourbillons et gaspillent de l’énergie. L’accelerateur CYBERFLOW® utilise un aileron anti-vortex pour éliminer ces pertes et récupérer l’énergie en convertissant les composants d’écoulement indésirables en écoulement axial utile.
- Technologie INVENT Power Trim® :
Au lieu d’aligner l’arbre horizontalement comme les systèmes traditionnels, l’accelerateur CYBERFLOW® l’incline légèrement vers le haut. Cela réduit la friction au fond du réservoir et améliore l’efficacité.
- Châssis de base optimisé sur le plan mécanique :
Le châssis de base optimisé évite les tubes rectangulaires encombrants et utilise à la place des structures métalliques moulées avec une surface et une traînée minimales. Cette conception optimisée sur le plan mécanique minimise la résistance et maximise l’efficacité du débit.
Conclusion
L’accelerateur CYBERFLOW® illustre les possibilités offertes par la dynamique des fluides computationnelle (CFD) dans le traitement des eaux usées. Conçu à partir de simulations CFD avancées et d’une philosophie de conception holistique, chaque élément de conception est spécialement conçu pour améliorer les performances, réduire les coûts d’exploitation et soutenir des processus de traitement durables. Ainsi, l’accelerateur CYBERFLOW® est plus qu’un simple produit: il démontre comment THINK Fluid Dynamix® transforme une compréhension scientifique approfondie en solutions d’ingénierie puissantes et concrètes pour l’avenir du traitement de l’eau et des eaux usées.
Figure 2: l’accelerateur CYBERFLOW®
Auteur: Lea Diehl
