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Modélisation vanne haute pression

Energies

Dans un équipement de régulation de gaz et fluides, la sécurité et la fiabilité du système reste l’objectif principal. La modélisation de vanne haute pression dans ce dispositif améliore la compréhension du comportement du fluide ou gaz. Elle aide aussi à remplir cet objectif.

Objectifs de la modélisation vanne haute pression

La maîtrise des gaz industriels haute pression est une problématique de plusieurs industries. Dans les énergies, évidemment, mais on pense aussi au secteur de la santé ou des transports avec l’apparition de nouvelles technologies de propulsion.

Les équipements de régulation de ces gaz nécessitent une conception robuste pour respecter des normes de sécurité. Cependant, cela reste pertinent d’utiliser les moyens de simulation pour optimiser cette conception d’un point de vue mécanique. La résistance structurelle de l’équipement se calcule et se simule bien depuis longtemps. Mais il est aussi intéressant d’étudier, en mécanique des fluides, le comportement du gaz dans l’équipement. La simulation CFD amène des informations sur l’état du gaz et ses variations en pression, très dépendantes de la conception.

Résultat de la modélisation et informations obtenues

La modélisation du dispositif avec plusieurs vannes haute pression a permis d’analyser les pertes de charge dans le système.
La simulation apportait des visualisations et animations 3D permettant de confirmer ou découvrir les zones où le fluide perdait de l’énergie. Egalement, une quantification des pertes de charges, dans différentes zones de l’écoulement, et des préconisations de conception pour les réduire davantage. Tout cela pour différents régimes de débit et de pression fournies en entrée et qui correspondent à la gamme de fonctionnement des vannes.

Le modèle permet aussi d’étudier l’influence de la formulation d’équation d’état des gaz parfaits et réels.

Modélisation écoulement des vannes haute pression

Cette image montre l’équipement de régulation de gaz haute pression, avec les lignes de champ de l’écoulement en couleur.

Il passe par une vanne amont et plusieurs vannes en aval, qui voient donc chacune des pertes de charge différentes.

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