CFD

La Fluidodinamica Computazionale (CFD) è uno strumento di progettazione innovativo e potente che può aiutare a prevedere facilmente il comportamento dei fluidi e verificare le performance di separazione degli interni.

La CFD può essere applicata in tutte le fasi di progetto, favorendo un’ottimizzazione degli investimenti CAPEX ed OPEX e facilitando la gestione di problemi di debottlenecking o troubleshooting in impianti esistenti.

Negli ultimi 10 anni Costacurta ha investito molte risorse nello sviluppo di competenze di CFD, collaborando anche con laboratori italiani e università specializzate in questo campo. Oggi Costacurta, con il suo team interno qualificato, è impegnata in progetti strategici internazionali, in cui le simulazioni CFD rappresentano uno strumento di progettazione fondamentale.

La CFD riesce a dare un contributo di elevato valore soprattutto in casi di condizioni operative estreme o non convenzionali, in cui i tradizionali programmi di calcolo non consentono di ottimizzare adeguatamente la progettazione interna del separatore.

Combinando la simulazione CFD con le esperienze di processo maturate negli anni, gli ingegneri Costacurta sono in grado di identificare la soluzione ottimale a diverse problematiche operative e di processo che possono incontrarsi in molti campi e tipologie di impianti. Inoltre, è possibile testare numericamente soluzioni tecniche innovative da applicare a problematiche specifiche.

Attraverso la CFD è infatti possibile:

  • Verificare l’effettiva distribuzione dei flussi multifase
  • Selezionare i componenti interni più adatti
  • Verificare i profili di velocità all’interno dei separatori e/o eventualmente identificare gli interni adeguati ad uniformarli
  • Eseguire una ingegneria di dettaglio degli interni selezionati
  • Prevedere e/o confermare le prestazioni di separazione
  • Verificare e/o stimare le perdite di carico
  • Calcolare le sollecitazioni meccaniche
  • Stimare le vibrazioni causate dal movimento dei fluidi
  • Selezionare il numero e la posizione degli equalizzatori di flusso per mitigare l’effetto di sloshing
  • Identificare livelli di liquido adeguati ad ottimizzare la separazione

Applicazioni

Nuovi progetti

In nuovi progetti, l’utilizzo della CFD è fondamentale in caso di:

  • Vincoli di peso e dimensioni dell’impianto molto stringenti, in particolare ad esempio in piattaforme offshore
  • Difficoltà a predire il comportamento dei fluidi in apparecchiature complesse e di conseguenza le performance di separazione
  • Condizioni operative critiche e pericolo di slug

Sfruttando le potenzialità delle simulazioni CFD, il team di ingegneri di processo Costacurta può:

  • Prevedere criticità di processo e determinare il reale comportamento degli interni
  • Identificare aree di stagnazione o potenziali malfunzionamenti all’interno del separatore che potrebbero compromettere le prestazioni complessive di separazione
  • Suggerire la migliore combinazione di interni ed ottimizzarne le dimensioni per ottenere le performance di separazione richieste

Revamping

Nei progetti di revamping, Costacurta applica la CFD durante le attività di troubleshooting e debottlenecking per:

  • Identificare problemi di funzionamento causati da una fluidodinamica non corretta nei separatori o negli interni esistenti
  • Svolgere studi di dettaglio per ottimizzare i nuovi interni proposti
  • Verificare e/o ottimizzare il comportamento fluidodinamico della soluzione selezionata

La CFD permette inoltre di simulare diversi possibili scenari consentendo un’ampia flessibilità operativa della soluzione proposta.

Combinando uno studio CFD dettagliato con l’analisi strutturale FEM (Finite Element Method), Costacurta è in grado di supportare i clienti nell’identificazione della soluzione ottimale, minimizzando l’impatto sui costi e sui tempi di fermo-macchina, aumentando la sicurezza e riducendo l’impatto ambientale.

Applicazioni flottanti

In floating systems quali FPSO (Floating Production, Storage and Offloading) o TLP (Tension Leg Platform), il comportamento dei fluidi multifase è maggiormente difficile da predire, in quanto influenzato dal movimento delle onde e della piattaforma.

Il movimento della piattaforma, infatti, può indurre all’interno del vessel turbolenza aggiuntiva, traboccamenti di liquido e perfino sensibili riduzioni dell’efficienza di separazione.

Applicando la CFD, Costacurta è in grado di:

  • Simulare il movimento della piattaforma prevedendo in modo affidabile il comportamento dei fluidi
  • Verificare il numero, il posizionamento e il corretto design degli equalizzatori di flusso, per stabilizzare il funzionamento e ottimizzare il processo di separazione
  • Identificare la tipologia di interni necessari a raggiungere le performance richieste

L'OFFERTA

A seconda delle esigenze dei clienti, Costacurta è in grado di sviluppare vari tipi di simulazioni per ottimizzare il funzionamento degli interni di separazione o risolvere specifiche problematiche.

SIMULAZIONE MONOFASE

Impiegata per caratterizzare il comportamento dei fluidi all’interno dei separatori e calcolare le perdite di carico

SIMULAZIONE MULTIFASE

Impiegata per entrare maggiormente nel dettaglio della separazione, analizzando traiettorie e distribuzione delle singole gocce disperse (tramite simulazioni di tipo Euleriano-Lagrangiano) e per verificare il comportamento delle miscele multifase (tramite simulazioni di tipo Euleriano-Euleriano o di tipo VOF (Volume of Fluid).

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