حضور در چهارمین نمایشگاه بین المللی فناوری های نو و پیشرفته ربع رشیدی تبریز
چهارمین نمایشگاه فناوری های نو و پیشرفته ربع رشیدی تبریز با حضور "عبدالرضا رحمانی فضلی" وزیر کشور و برخی از مسوولان حوزه علم و فناوری و اقتصادی کشور و استان آذربایجان شرقی در تاریخ 20 لغایت 23 آبان ماه سال 95 در فضای نمایشگاه بین المللی تبریز برگزار گردید. در چهارمین دوره، شرکتهای مطرح داخلی و خارجی از قبیل چین و مالزی حضور داشتند.
شرکت آترا نیز با هدف معرفی توانمندی ها و ارتباط مستقیم با صنعتگران محترم منطقه در این نمایشگاه حضور فعالی داشت. موضوعات زیر در روزهای برپایی این رویداد در غرفه گروه مهندسی آترا به بحث و مذاکره گذاشته شد:
امکان مهندسی معکوس و بومی سازی تجهیزات ساخته شده توسط سازندگان خارجی مورد استفاده در صنایع کشور
بازطراحی توربوماشین هایی نظیر برخی پمپ های سانتریفیوژ حساس بکار رفته در صنایع کشور
تحقیقات علمی در راستای بهبود عملکرد واحدهای تولیدی
کارگاه مرکزی گروه فنی مهندسی آترا با استفاده از ماشین آلات و ابزارهای مدرن و پیشرفته روز دنیا و به کمک دانش نوین مهندسی قطعات، تجهیزات و انواع مدل های ریخته گری و قالب سازی را طراحی می کند. کارگاه طراحی و ساخت قطعات و ماشین آلات آترا با هدف ساخت و تامین تجهیزات در صنایع زیر تاسیس گردید.
صنایع خودروسازی
پمپ سازی
ماشین سازی
نفت، گاز و پتروشیمی
اکنون با بهره گیری از تجهیزات پیشرفته و نیروی فنی متخصص در زمینه های مختلف در خدمت صنایع کشور می باشد. گروه آترا فعالیت ماشین سازی خود را در راه اندازی خطوط تولید – طراحی و ساخت دستگاههای مخصوص صنایع مختلف مخازن استیل، مخازن تحت فشار و ساخت تجهیزات و ماشین آلات آزمایشگاهی ارائه می دهد.
واحد ماشینکاری و مونتاژ مجهز به دستگاه های زیر است.
مشخصات دستگاه فرز کانتور- شرکت آترا
مشخصات دستگاه فرز CBM- شرکت آترا
مشخصات دستگاه فرز سیگما- شرکت آترا
مشخصات دستگاه تراش ماشین سازی - شرکت آترا
واحد مونتاژ با مجهز بودن به ابزار آلات و تجهیزات لازم امکان مونتاژ و دمونتار تجهیزات صنعتی از قبیل انواع پمپ، شیر آلات، ماشین آلات صنعت خودرو و ... را دارا می باشد.
مبدلهای حرارتی تقریباً پرکاربرترین عضو در فرآیندهای شیمیاییاند و می توان آنها را در بیشتر واحدهای صنعتی ملاحظه کرد. طراحی مبدل حرارتی با توجه به محدوده وسیع کاربرد و نیز پیچیدگی های موجود همواره مورد توجه متخصصین و صنعتگران بوده است. این کاربردها شامل نیروگاهها، پالایشگاهها، صنایع پتروشیمی، صنایع ساخت و تولید، صنایع فرآیندی، صنایع ذوب فلز، گرمایش و ... میباشند. شرکت فنی مهندسی و تحقیقاتی آترا آمادگی دارد که در زمینه شبیه سازی حرارتی و سیالاتی، ساخت و طراحی مبدل حرارتی با صنایع و کارخانجات مربوطه همکاری کند.
طراحی مبدل حرارتی و شبیه سازی توسط نرم افزار ASPEN
محاسبات مربوط به مبدلها کاری طولانی و گاهی خستهکننده است. مثلاً طراحی یک مبدل برای یک عملیات به خصوص نیاز به حدس های زیادی دارد که با استفاده از آنها و طبق استانداردها میتوان اندازه های یک مبدل مناسب را پیدا کرد. اما با استفاده از برنامههای کامپیوتری تمام این محاسبات توسط کامپیوتر انجام میشود و طراح در شرایطی که تسلط کامل بر روند طراحی و نحوه عملکرد داشته باشد، برای طراحی می تواند از این نرم افزارها استفاده کند. نرم افزارهای ASPEN-BJAC و HTFS و HTRI از این موارد هستند. این نرم افزارها شامل برنامههایی می شوند که توانایی انجام چنین محاسباتی را دارند.
نرم افزار Aspen B-jac نرم افزار طراحی مبدل حرارتی Plate Heat Exchanger و Double Tube و Air cooler ها و نيز طراحي مكانيكي تفصيلي مبدلهاي shell & tube ميباشد. اين نرم افزار تواناييهاي قابل توجهي در طراحي مبدلها دارد و با توجه به اينكه قابليت پيوستن به Aspen Plus را دارد، ميتواند از بانكهاي اطلاعاتي آن استفاده نمايد. به همين دليل اين نرم افزار امكان محاسبات دقيقتر در طراحي حرارتي مبدلهايي كه در آنها تغييرات فازي رخ ميدهد را فراهم ميآورد. نرم افزار Aspen B-jac شامل تعدادی برنامه جهت طراحی حرارتی، طراحی مکانیکی، برآورد هزینهها و ترسیم برای مبدلهای حرارتی و مخازن تحت فشار میباشد.
برنامههای اصلی این نرم افزار عبارتند از:
طراحی حرارتی مبدلهای پوسته و لوله
طراحی مکانیکی
برآورده هزینهها
طراحی حرارتی کولرهای هوایی، مبدلهای اکونومایزر
طراحی حرارتی مبدل های صفحه ای و مبدلهای دولوله ای
نرم افزار Aspen Plus
نرم افزار شبيه سازي كليه فرآيندهاي شيميايي، معدني، سيكلهاي قدرت و ... ميباشد. اين نرم افزار توانايي حل معادلات در دو روش Sequential Modular و Equation Oriented را دارد. به همين دليل توانايي فوقالعادهاي در حل دستگاههاي معادلات با سرعت بالا دارد. در اين نرم افزار امكان طراحي دقيقتر تجهيزات فرآيندي نيز وجود دارد. بانكهاي اطلاعاتي اين نرم افزار جزء قوي ترين و كاملترين بانكهاي اطلاعاتي ميباشد. اين نرم افزار نيز همانند HYSIS توانايي شبيهسازي در دو حالت پايدار و ديناميك را دارا ميباشد.
طراحي حرارتي و هيدروليکي مبدل گرمایی شامل تعيين مقدار انتقال حرارت و ارزيابي افت فشار يا اندازه مبدل است.
شرکت فنی مهندسی و تحقیقاتی آترا آمادگی دارد که در زمینه طراحی، شبیه سازی حرارتی و سیالاتی و نیز ساخت انواع مبدل های حرارتی با صنایع و کارخانجات مربوطه همکاری کند.
طراحی حرارتی
طراحي حرارتي شامل تعيين ساده ضرايب انتقال حرارت سيال دو طرف براي بدست آوردن ضريب انتقال حرارت در حالت بدون جرم گرفتگي است. با در نظر گرفتن مقداري منطقي براي ضريب جرم گرفتگي، ضريب انتقال حرارت کلي به دست مي آيد. با توجه به آن و استفاده از معادلات مربوطه سطح مورد نياز مشخص خواهد شد. براي طراحي حرارتي يا پيش بيني عملکرد يک مبدل حرارتي، بايستي روابطي بين نرخ انتقال حرارت کلي و کميت هايي مانند دماهاي ورودي و خروجي سيال، ضريب انتقال حرارت کلي و مساحت سطح انتقال حرارت به دست آورد. ميتوان با اعمال موازنه انرژي کلي براي دو سيال، دو رابطه به دست آورد.
طراحی هیدرولیکی
طراحي هيدروليکي شامل ارزيابي افت فشار و اندازه مبدل است. دليل عمده افت فشار در مبدل گرمایی، اصطکاک ناشي از جريان سيالات درون لوله و پوسته مبدل است. اصطکاک ناشي از انبساط و انقباض ناگهاني و يا معکوس شدن جهت جريان نيز موجب افت فشار مي شود. تغييرات بوجود آمده در کلگي و انرژي جنبشي نيز ميتواند بر افت فشار موثر باشد. اين تاثيرات نسبتاً کوچک است که البته ميتوان در اغلب محاسبات طراحي از آنها صرف نظر کرد.
روش های اساسی طراحی حرارتی و هیدرولیکی مبدل گرمایی
بر اساس تعداد متغيرهاي مربوط با آناليز مبدل حرارتي، گروه هاي وابسته و مستقل بدون بعد فرمول بندي ميشوند. روابط بين گروههاي بدون بعد يا اسکالر براي آرايشهاي مختلف جريان تعيين ميشوند. بر اساس انتخاب گروههاي بدون بعد، از چند روش براي طراحي استفاده شده است. وروديها به فرآيند حرارتي و هيدروليکي عبارتند از انتقال حرارت سطحي و مشخصات سايش جريان، ويژگيهاي هندسي، ويژگي هاي ترموفيزيک سيالات و مشخصات طراحي و پروسه.
راهحلها براي مسائل نسبت بندي و اندازه بندي ماهيت عددي و محاسباتي دارند. همه دادههاي تجربي مربوط به انتقال گرما و ويژگيهاي فرسايش سيال و ساير ويژگيهاي دائمي براي محاسبات مورد نياز هستند. بواسطه پيچيدگي محاسبات اين فرآيندها اغلب با استفاده از الگوريتم و ايجاد کدهاي طراحي خاص محاسبه ميشوند. از آنجا که متغيرهاي هندسي و وضعيت هاي متعددي وابسته به شرايط کار در مسئله اندازه بندي وجود دارد. لذا موضوع فرمول بندي بهترين راه حل طراحي در ميان همه راه حل هاي ممکن که معيارهاي عملکرد و طراحي را برآورده ميکنند، مطرح است. اين خواسته تنها با به کارگيري تکنيکهاي بهينهسازي محاسبات بعد از تعيين اندازه اوليه محقق ميشود تا اهداف طراحي مبدل حرارتي در ميان چهار چوب محدوديت هاي تحميلي بهينه سازي شود.
طراحی مکانیکی
براي تضمين اينکه مبدل گرمایی تحت شرايط پايدار در طول مدتي که کار کند، بایستی شرايط مطلوب خود را حفظ کند. بدین منظور لازم است طراحي مکانيکي انجام شود. مبدل مرکب از المان هاي تبادل حرارتي و المان هاي توزيع کننده سيال است. طراحي مکانيکي و ساختاري بايد براي تک تک المانها انجام شود. همچنين لازم است اين نکته به خاطر سپرده شود که طراحي ساختاري مبدل حرارتي از اهميت ويژهاي برخوردار است. طراحي صحيح ابزارهاي توزيع سيال شامل موارد زیر بايد علاوه بر هسته مبدل گرمایی انجام گيرد تا اين تضمين ايجاد شود که هيچکدام از موارد خوردگي و خستگي در طول مدت کارکرد مبدل حرارتي به عنوان يک مشکل خاص محسوب نميشوند.
سرشيرها
مخازن ذخيره
مانيفولدها
نازل ها
لوله هاي ورودي و خروجي
استاندارد TEMA
هر مبدل حرارتي بايد با استانداردها و کدهاي کشوري و بين المللي همچون استاندارد TEMAو ASME همخواني داشته باشد.همچنین بايد طراحي مکانيکي به گونهاي مطلوب انجام گيرد تا بهترين عملکرد حرارتي را براي آن شاهد باشيم. مبدلهاي حرارتي به ويژه نيازمند به طراحي ساختاري هستند. اینکار باعث میگردد کدها و استانداردها را براي يک يا چند تا از شرايط زير برآورده کنند.
کار در شرايط سخت (فشار و دماي بسيار بالا)
تعداد قابل توجه سيکل هاي فشار و دما در طول مدت طراحي
معيارهاي زلزله
کاربرد ويژه براي محل هايي که انجام تست هاي ويژه، تعمير و تعويض و موارد ديگر به آساني مقدور نيست
طراحي ساختاري شامل تنش حرارتي، خستگي و آناليز خزش است تا طول عمر مبدل حرارتي محاسبه شود. در مورد مبدل هاي پوسته و لوله، از آنجا که جزئيات استانداردهاي TEMA به طراحي مکانيکي مربوط است، لذا قيمت گذاري مبدل ها قبل از اتمام طراحي مکانيکي انجام مي شود و طرح هاي نهايي بعد از آن انجام ميشود.
مبدلهاي حرارتي تقريباً پرکاربردترين عضو در فرآيندهاي شيميايياند و ميتوان آن ها را در بيشتر واحدهاي صنعتي ملاحظه کرد. مبدل حرارتی وسیله ای است که امکان انتقال انرژي گرمايي بين دو يا چند سيال در دماهاي مختلف را فراهم ميکنند. اين عمليات ميتواند بين مايع- مايع ، گاز- گاز و يا گاز- مايع انجام شود. مبدل هاي حرارتي به منظور خنک کردن سيال گرم و يا گرم کردن سيال با دماي پايين تر و يا هر دو مورد استفاده قرار مي گيرند.
مبدلهاي حرارتي در محدوده وسيعي از کاربردها استفاده مي شوند. اين کاربردهاي شامل نيروگاهها ، پالايشگاهها ، صنايع پتروشيمي، صنايع ساخت و توليد ، صنايع فرآيندي، صنايع غذايي و دارويي، صنايع ذوب فلز ، گرمايش ، تهويه مطبوع ، سيستم هاي تبريد و کاربردهاي فضايي ميباشند. مبدل هاي حرارتي در دستگاههاي مختلف کاربرد دارد:
ديگ بخار و مولد بخار
کندانسور، اواپراتور، تبخير کننده ها
برج خنک کن، پيشگرمکن فن کويل
خنک کن و گرم کن روغن
رادياتور ها، کوره ها و ... کاربرد فراوان دارند.
صنايع بسياري در طراحي انواع مبدلهاي حرارتي فعاليت دارند و هم چنين، دروس متعددي در کالج ها و دانشگاهها با نامهاي گوناگون در طراحي مبدلهاي حرارتي ارائه مي گردد. محاسبات مربوط به مبدلها کاري طولاني و گاهي خسته کننده است. مثلاً طراحي يک مبدل براي يک عمليات به خصوص نياز به حدسهاي زيادي دارد که با استفاده از آنها و طبق استانداردها ميتوان اندازههاي يک مبدل مناسب را پيدا کرد. اما با استفاده از برنامههاي کامپيوتري تمام اين محاسبات توسط کامپيوتر انجام ميشود و طراح براي طراحي تنها بايد شرايط عملياتي و خواص سيالات حاضر در عمليات را وارد کند.
طراحی و ساخت انواع مبدل حرارتی توسط شرکت آترا
شرکت فنی مهندسی و تحقیقاتی آترا آمادگی دارد که در زمینه طراحی، شبیه سازی حرارتی و سیالاتی و نیز ساخت انواع مبدل های حرارتی با صنایع و کارخانجات مربوطه همکاری کند. از جمله مبدل هایی که در صنعت بیشتر کاربرد دارند و امکان ساخت و طراحی آنها در شرکت فنی مهندسی و تحقیقاتی آترا فراهم است به قرار زیر است:
مبدل های لوله ای
اين مبدلها از لوله هايي با مقطع دايرهاي ساخته شدهاند. يک سيال در داخل لولهها و سيال ديگر در خارج از لوله جريان دارد. قطر، تعداد، طول، گام و آرايش لولهها مي تواند تغيير کند. بنابراين انعطاف پذيري قابل ملاحظهاي در طراحي آنها وجود دارد.
مبدلهاي حرارتي لولهاي مي توانند به صورت زير دسته بندي شوند :
دو لولهاي ( ( Double pipe
پوسته و لوله ( shell and tube )
لولهاي حلزوني ( spiral tube )
مبدل های حرارتی صفحه ای
مبدل حرارتي صفحهاي، از صفحات نازک که کانالهاي جريان را تشکيل ميدهد، ساخته ميشود. جريانهاي سيال، توسط صفحات مسطح که يا به صورت صاف و يا موجدار هستند، از هم جدا ميشوند.
اين مبدل ها براي انتقال گرما بين گاز، مايع يا جريان هاي دو فاز، استفاده ميشوند. اين مبدلها ميتوانند به صورت زير دسته بندي شوند :
نرم افزار CF-Turbo به منظور طراحی پروانه پمپ و توربین و نیز دیفیوزر بکار میرود. برای طراحی این تجهیزات روشهای محاسباتی مختلفی توسط محققان و نویسندگان ارائه شده است. این روشها همگی در اصول یکسان هستند. یعنی سرعت دورانی پمپ، دبی و ارتفاع مانومتریک جز معلومات اصلی محسوب میگردند. بر اساس این دادهها و انتخاب سرعت مخصوص، ضرایب مختلف تشابه از منحنیها و روابط تجربی بدست میآید. این ضرایب در نهایت منجر به تعیین ابعاد ثانوبه توربوماشین خواهد شد. انتخاب بعضی از پارامترها نظیر زاویه خروجی یا ضخامت پرهها در اختیار طراح است. اما در جزئیات این روشها با هم متفاوت هستند. انتخاب احسن معمولا مبتنی بر تجربیات و آگاهی گروه طراح و حتی در بعضی مواقع مبتنی بر امکانات تولید واحد صنعتی است. از آنجایی که طراحی پروانه و نیز دیفیوزر پبچیده و وقتگیر است، نرم افزارهای مدرن و قدرتمندی لازم است تا امکان تولید و تحلیل هندسه های متعددی فراهم شده و به طرح بهینه ای دست یافت. در واقع هر کدام از نرم افزارها بخشی از روند طراحی را انجام میدهند.
طراحی هیدرولیک پمپ با نرم افزار CF-Turbo
نرم افزار CF-Turbo محصول شرکت CFTURBO Software & Engineering GmbH آلمان است. نرم افزار CF-Turbo از بهترين نمونههاي نرم افزارهاي طراحي توربوماشینها مي باشد که توسط آن میتوان هندسههای مختلفی از پروانه، حلزونی و دیفیوزر را طراحی نمود. رم افزار مذکور قابلیت طراحی هیدرولیک قطعات زیر را دارا می باشد:
انواع پمپ با ریان شعاعی، محوری و مختلط
پروانه، محفظه و دیفیوزر توربین و کمپرسور
طراحيهاي انجام شده توسط اين نرم افزار بارها مورد تست قرار گرفته و تا حد زيادي انتظارات را برآورده کرده است. با اين همه براي داشتن طرحي مناسب، تحلیل جریان پیچیده سیال داخل توربوماشین پيش از ساخت ميتواند طراح را در رفع نقايص احتمالي راهنمايي کند.
هیدرولیک طراحی شده توسط نرم افزار CF-Turbo بعد از تولید هندسه سه بعدی در یکی از محیطهای CAD به یکی از محیطهای مش زنی (ICEM، Turbogrid ، Ansys Mesh) انتقال داده می شود. سپس روش حل، نواحی ساکن و متحرک دامنه محاسباتی و شرایط مرزی مسئله تعیین میگردد (مرحله پیش پردازش). در نهایت پس از اتمام حل عددی میدان جریان پیچیده سیال توسط یکی از نرم افزارهای تحلیلی از جمله FLUENT و CFX وارد مرحله پس پردازش می گردد. سپس میتوان نتایج حاصل (توزیع فشار، توزیع سرعت، بردارهای سرعت، خطوط مسیر سرعت و...) را بررسی کرد.
واحد تحقیق و توسعه شرکت آترا
شرکت فنی مهندسی و تحقیقاتی آترا پیشرو در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی آماده ارائه کلیه خدمات در این زمینه در حوزه صنعت، تحقیقات و دانشگاه است. اعضای شرکت از فارغ التحصیلان مقطع ارشد و دکتری از برترین دانشگاههای کشور هستند که سابقه طولانی در زمینه اجرای پروژههای صنعتی و تحقیقاتی به کمک نرم افزارهای تخصصی گروه مکانیک دارند. زمینههای فعالیت گروه تحقیق و توسعه آترا به قرار زیر است:
مشاوره، طراحی و شبیه سازی سیستمهای تبدیل انرژی و احتراق
مشاوره، طراحی و شبیه سازی سیستمهای سیالی پالایشگاهها
مشاوره، طراحی و شبیه سازی مبدلهای حرارتی و توربوماشینها
نرم افزار CF-Turbo به منظور طراحی پروانه پمپ و توربین و نیز دیفیوزر بکار میرود. برای طراحی این تجهیزات روشهای محاسباتی مختلفی توسط محققان و نویسندگان ارائه شده است. این روشها همگی در اصول یکسان هستند. یعنی سرعت دورانی پمپ، دبی و ارتفاع مانومتریک جز معلومات اصلی محسوب میگردند. بر اساس این دادهها و انتخاب سرعت مخصوص، ضرایب مختلف تشابه از منحنیها و روابط تجربی بدست میآید. این ضرایب در نهایت منجر به تعیین ابعاد ثانوبه توربوماشین خواهد شد. انتخاب بعضی از پارامترها نظیر زاویه خروجی یا ضخامت پرهها در اختیار طراح است. اما در جزئیات این روشها با هم متفاوت هستند. انتخاب احسن معمولا مبتنی بر تجربیات و آگاهی گروه طراح و حتی در بعضی مواقع مبتنی بر امکانات تولید واحد صنعتی است. از آنجایی که طراحی پروانه و نیز دیفیوزر پبچیده و وقتگیر است، نرم افزارهای مدرن و قدرتمندی لازم است تا امکان تولید و تحلیل هندسه های متعددی فراهم شده و به طرح بهینه ای دست یافت. در واقع هر کدام از نرم افزارها بخشی از روند طراحی را انجام میدهند.
طراحی هیدرولیک پمپ با نرم افزار CF-Turbo
نرم افزار CF-Turbo محصول شرکت CFTURBO Software & Engineering GmbH آلمان است. نرم افزار CF-Turbo از بهترين نمونههاي نرم افزارهاي طراحي توربوماشینها مي باشد که توسط آن میتوان هندسههای مختلفی از پروانه، حلزونی و دیفیوزر را طراحی نمود. رم افزار مذکور قابلیت طراحی هیدرولیک قطعات زیر را دارا می باشد:
انواع پمپ با ریان شعاعی، محوری و مختلط
پروانه، محفظه و دیفیوزر توربین و کمپرسور
طراحيهاي انجام شده توسط اين نرم افزار بارها مورد تست قرار گرفته و تا حد زيادي انتظارات را برآورده کرده است. با اين همه براي داشتن طرحي مناسب، تحلیل جریان پیچیده سیال داخل توربوماشین پيش از ساخت ميتواند طراح را در رفع نقايص احتمالي راهنمايي کند.
هیدرولیک طراحی شده توسط نرم افزار CF-Turbo بعد از تولید هندسه سه بعدی در یکی از محیطهای CAD به یکی از محیطهای مش زنی (ICEM، Turbogrid ، Ansys Mesh) انتقال داده می شود. سپس روش حل، نواحی ساکن و متحرک دامنه محاسباتی و شرایط مرزی مسئله تعیین میگردد (مرحله پیش پردازش). در نهایت پس از اتمام حل عددی میدان جریان پیچیده سیال توسط یکی از نرم افزارهای تحلیلی از جمله FLUENT و CFX وارد مرحله پس پردازش می گردد. سپس میتوان نتایج حاصل (توزیع فشار، توزیع سرعت، بردارهای سرعت، خطوط مسیر سرعت و...) را بررسی کرد.
واحد تحقیق و توسعه شرکت آترا
شرکت فنی مهندسی و تحقیقاتی آترا پیشرو در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی آماده ارائه کلیه خدمات در این زمینه در حوزه صنعت، تحقیقات و دانشگاه است. اعضای شرکت از فارغ التحصیلان مقطع ارشد و دکتری از برترین دانشگاههای کشور هستند که سابقه طولانی در زمینه اجرای پروژههای صنعتی و تحقیقاتی به کمک نرم افزارهای تخصصی گروه مکانیک دارند. زمینههای فعالیت گروه تحقیق و توسعه آترا به قرار زیر است:
مشاوره، طراحی و شبیه سازی سیستمهای تبدیل انرژی و احتراق
مشاوره، طراحی و شبیه سازی سیستمهای سیالی پالایشگاهها
مشاوره، طراحی و شبیه سازی مبدلهای حرارتی و توربوماشینها