Spojení průmyslu a vědy přináší inovace v chlazení spalin

Třinecká firma HEGAs, specialista na inovace v oblasti menší energetiky, čelila výzvě: navrhnout výměník tepla pro efektivní chlazení spalin. Tento proces vyžaduje přesnost, aby splňoval technické i ekonomické požadavky. A tradiční metody návrhu narážely na své limity. Aby našli efektivní řešení, obrátili se na Národní centrum kompetence pro vysoce výkonné počítání (HPC).

Chlazení spalin je technologická výzva

Cíl firmy HEGAs, tedy úspěšný vývoj efektivního výměníku tepla, 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 pro vysoce výkonné počítání (HPC).

Výměník tepla vyvíjený firmou HEGAs funguje obdobně. Studenou vodou v trubkách ale chladí spaliny (částice vznikající při hoření). 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 velmi přesná požadovaná teplota.

Řešení nabízí numerické modelování a simulace

Pracovníci IT4Innovations národního superpočítačového centra 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. Především umožňuje rychlejší a levnější vývoj díky minimalizaci fyzických prototypů, přesné simulaci přenosu tepla, proudění tekutin a predikci potenciálních poruch.

Poskytuje 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 i 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.