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ANSYS > 实例探究 > 商业建筑仿真驱动设计:案例研究
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Simulation-Driven Design for Commercial Buildings: A Case Study

技术
  • 传感器 - 空气污染传感器
  • 传感器 - 环境传感器
适用行业
  • 建筑物
  • 建筑与基础设施
适用功能
  • 产品研发
用例
  • 室内空气质量监测
  • 室外环境监测
挑战
一位金属加工行业的客户联系了空气科学与工程公司,该客户正在努力解决大型火炬切割操作中产生的金属烟雾问题。这些烟雾绕过现有无效的侧通风罩逃逸到邻近的工作区域,污染了工作环境。我们面临的挑战是开发一种烟罩设计,能够有效捕获和遏制工艺烟雾,同时最大限度地减少所需的排气流量。新罩的设计还需要允许通过高架起重机装载零件,并适应现有的高速推动喷射,以防止工件下方积聚易燃气体。
关于客户
本案例研究中的客户是一家金属加工行业的公司。他们正在处理大型火炬切割操作产生的金属烟雾污染工作环境的重大问题。烟雾绕过现有的无效侧通风罩并逸入邻近的工作区域。该公司需要一种解决方案,不仅能够捕获和容纳这些烟雾,还能最大限度地减少所需的排气流量。此外,该解决方案的设计方式必须允许通过桥式起重机装载零件,并适应现有的高速推动喷射,以防止工件下方积聚易燃气体。
解决方案
空气科学与工程将传统的工业卫生 (IH) 工程与计算流体动力学 (CFD) 分析相结合来应对这一挑战。由于该工艺独特,因此需要进行现场测试来表征露天车间环境中的烟气源、高速推射流和交叉气流。使用现场数据开发并验证了现有条件的基线 CFD 模型。然后,该模型用于评估可能的新引擎盖配置的可能有效性,并优化最终选定配置的设计。对排气速率、切割位置和环境条件的各种组合进行了建模,最终设计排气速率为 11,500 cfm。优化过程还表明,在最坏的切割条件下可能需要第二个推动喷嘴。开发了排气罩和辅助喷射喷嘴的详细设计。
运营影响
  • The solution provided by Air Science & Engineering was successful in addressing the customer's challenge. By using ANSYS Airpak CFD modeling software along with traditional IH engineering, a new exhaust hood was designed and installed, effectively capturing the process fumes. The new hood performed as predicted from startup, which meant that field prototype development and associated rework costs and production delays were avoided. This not only led to significant cost savings but also ensured a safer and healthier work environment for the employees.
数量效益
  • The new exhaust hood and exhaust rate were optimized before construction, leading to an estimated savings of $50,000 in capital costs.
  • The optimized design also resulted in an estimated $5,000 savings in annual operating costs.
  • The final design exhaust rate was optimized to 11,500 cfm.

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