Partner: HEGAs s.r.o.
Odvětví: energetika
Třinecká firma HEGAs, specialista na inovace v oblasti menší energetiky, si dala za cíl vyvinout tepelný výměník pro efektivní využití tepla ze spalin, které by jinak nebylo použito. Na vývoji spolupracují s firmou BENEKOV a VŠB-TUO.
Tento proces vyžaduje precizní technické výpočty, které jsou klíčové pro splnění technických i ekonomických požadavků. Tradiční výpočetní postupy již narážejí na své limity.
K dosažení špičkových parametrů se jako nezbytné ukázalo využití znalostí moderních výkonných výpočetních metod, kterými disponuje Národní centrum kompetence pro vysoce výkonné počítání (HPC).
Chlazení spalin je technologická výzva
„Výměník tepla funguje podobně jako hrnek horkého čaje položený do ledové vody – teplo přechází přes stěnu hrnku do chladnějšího prostředí,“ vysvětluje Tomáš Karásek, vedoucí národního centra kompetence (NCK) pro vysoce výkonné počítání (HPC). Výměník tepla vyvíjený firmou HEGAs funguje obdobně.
Studenou vodou v trubkách ale chladí spaliny (plyny vznikající při spalování paliva). Vývojáři tedy pracují s velkým množstvím proměnných a zároveň potřebují rychlou zpětnou vazbu na důsledky optimalizace klíčových parametrů. To mohou být například průtoky, tepelné ztráty nebo materiálové vlastnosti. Klíčová je ale hlavně znalost tepelného výkonu.
Řešení nabízí numerické modelování a simulace
Pracovníci IT4Innovations národního superpočítačového centra, které je pro Českou republiku zároveň Národním centrem kompetence pro HPC, se zástupci společnosti HEGAs v úvodních konzultacích důkladně analyzovali stávající konstrukční návrhy a metody. Zároveň viděli příležitost řešení jejich výzev pomocí numerického modelování a simulací.
Numerické modelování přináší při vývoji výměníku klíčové výhody a především umožňuje:
- rychlejší a levnější vývoj díky minimalizaci fyzických prototypů,
- přesnou simulaci přenosu tepla či proudění tekutin,
- predikci potenciálních poruch.
Poskytuje také detailní pochopení chování systému při různých provozních podmínkách, což vede k optimalizaci designu, zvýšení účinnosti a spolehlivosti zařízení.
Zároveň umožňuje snížit energetické ztráty, prodloužit životnost výměníku a přizpůsobit návrh specifickým požadavkům, čímž firmám poskytuje významnou konkurenční výhodu na trhu.
Výsledek: rychlejší a levnější vývoj a detaily o probíhajících procesech
Spolupráce s IT4Innovations přinesla společnosti HEGAs nejen technické řešení, ale také nový pohled na možnosti vývoje jejich produktů. Díky využití numerického modelování a superpočítačových simulací se podařilo překonat limity tradičních metod návrhu a otevřít dveře k efektivnější a udržitelnější výrobě. Tato spolupráce je ukázkovým příkladem, jak může propojení vědeckých kapacit a průmyslu vést k inovacím s reálným dopadem na trh.
Ing. Jan Koloničný, Ph.D. o spolupráci:
Centrum energetických a environmentálních technologií
„Návrh výměníku je pro naši společnost jednou ze základních činností, protože výměníky různých typů jsou nedílnou součástí všech energetických jednotek.
Osobně jsem byl překvapen, jakých výsledků je možné dosáhnout za pomocí moderních výpočetních postupů. Tyto simulace nám umožnily nahlédnout do vnitřku samotného výměníku a získat tak informace o proudění spalin v okolí teplosměnných ploch.
Stávající postupy pracují s účinností, kterou je možné pouze více či méně přesně odhadnout na základě dosavadních zkušeností. To pak znamená, že výměník je často předimenzován.
Simulace výrazně přispěly k návrhu a optimalizaci, protože nám umožnily lépe porozumět vnitřním procesům a přesněji určit účinnost výměny tepla.“
Přečtěte si o dalších úspěšných spolupracích.
Nenechte si ujít žádnou novinku. Sledujte NCK na sociálních sítích.
