VENTILACION Y EVACUACION DE GASES TALLER DE MANTENCION CAMIONES

CAT797VENTILACION PARA DAR CUMPLIMIENTO A DECRETO

SUPREMO 594, CONCENTRACIONES MAXIMAS DE CO Y

NO2

PRESENTATION TOPICS

• Descripción Compañía;

TERMOVENT LTDA, empresa dedicada a proveer soluciones en ventilación

y Filtración de Aire para Minería e Industrias en General.

• Desarrollo de Ingeniería

– Basica, detalles, modelación Fluidodinámica, modelación ventilación en túneles mineros (software Ventsim)

• Venta de Equipos Colectores Humedos y secos

– Colectores de mangas, filtros cartridge,

• Venta de Repuestos

• Canastillos, valvulas rotatorias, mangas, valvulas y accesorios para filtros de manga.

• Fabricación de Ventiladores axiales y centrifugos

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• Descripción del problema;Proceder a la ventilación de la nave principal de mantención, la cual estando los camiones en funcionamiento

al interior liberan contenidos de CO y NO2, por sobre los limites permisibles.

Objetivos del proyecto

• Ventilación que permita cumplir con DS 594

• Temperatura al interior de las bahías de 5°C mínimo.

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• Metodología;

Ingreso de Datos

• Composición de gases camiones

• Temperaturas exteriores

• Velocidades normales a las superficies de inyección

y extracción

• Temperatura de Motor Camión

Etapa Software

Modelo 3D Solid Edge V19

Limpieza de Modelo Space Claim, ANSYS,

actualización 2013

Enmallado Mesh, ANSYS,

actualización 2013

Modelación CFD Fluent CFX, ANSYS

actualización 2013

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Vista Expandida Tubo de escape y superficiede motor considerada

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Vista de edificio.Uso de Simetría

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Vista de edificio.mallado

2.400.000 Nodos

PRESENTATION TOPICS

Vista de edificio.Enmallado

2.400.000 Nodos

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Supuestos de Cálculo• El efecto de turbulencia y errores mayores debido a interferencias propias del edificio, son despreciables en la solución

final, por lo que no fueron modeladas estructuras como escalas y plataformas menores, conjuntos de piping, soportes de

neumáticos, herramientas varias, etc.

• La plataforma de mantención fue modelada como una placa plana con un factor de porosidad (permeable)

• Los camiones CAT 797 utilizados fue simplificado en su geometría de elementos más finos

• Los ductos de inyección son modelados pegados al muro exterior del edificio, con un flujo uniforme e ingresado el flujo

como velocidad normal a la superficie.

• Los gases fueron descompuestos en los elementos principales y prorateados al caudal calculado del camión 797

• La temperatura que inyectan los ventiladores es fija

• Solo se ha modelado el problema de transferencia de calor en base a convección, la radiación no ha sido modelada.

• El caudal de gases de escape de los camiones se ingresa como magnitud vectorial

• Se utilizan camiones con escapes laterales con inclinación de 45°hacia el piso, que son la condición más crítica

• Los muros interiores, vigas y plataformas, camiones, y estructuras internas son adiabáticas

• Los muros perimetrales y portones son superficies consideradas con transferencia de calor.

• Los coeficientes de convección peliculares en todas las superficies se asumen como fijos y asumiendo ambiente sin

viento

PRESENTATION TOPICS

Rampa base de tiempo para transiente

camiones

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 50 100150200250300350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900

Log

ica

on

/ O

ff

Modelo Transiente

camiones

Vent. Permanente

Vent. Auxiliar

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• Setup;

• Unidades escalares y vectoriales em gases de escape y aporte de calor

motor.

• Importancia de parar la velocidad a cero de los caudales y gases (*)

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Setup;Descripción Medida Unidad Fuente

Longitud Truck Shop 135 m formato IGES CAD

Ancho Truck Shop 54 m formato IGES CAD

Altura Truck Shop (en el centro del edificio) 25.9 m formato IGES CAD

Typical Supply Vent Opening Diameter 200 mm formato IGES CAD

Typical Exhaust Vent Opening Diameter 305 mm formato IGES CAD

Espesor Aislación Muros (lana mineral) 50 mm calculado

Espesor Aislación puertas (lana mineral) 50 mm calculado

Espesor Aislación techo (poliuretano) 30 mm calculado

Espesor Concreto Piso 400 mm calculado

CAT 797 Diametro de Tubos de Escape se

asumen 2x

200 mm catalogo

Atmospheric Pressure 68.4 kPa 25632-240-

MHC-1000-00001

68.4 kPa calculada

Air Density 0.827 kg/m3 calculated 0.827 kg/m3 calculada

Air Viscosity 1.79e-5 kg/m-s FLUENT Material

Library

1.79E-05 kg/m-s Librería Fluent Ansys

Permanent Air Supply Fan Nominal Flow

17003 m3/hr 2536-240-M5-1010-00002

17000 m3/h Informe IDIEM

Additional Air Supply Fan Nominal Flow 17003

m3/hr 2536-240-M5-1010-00002

17000 m3/h Informe IDIEM

Exhausted Air Fan Pressure Drop kPa kPa Informe IDIEM

CAT 797 Exhaust Emission Flow 5700 m3/hr

calculated

6000 m3/h calculada

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Datos para Cálculos Térmicos

Descripción Medida Unidad Fuente

Temperatura Ambiente Exterior -3 C° BM-GTS-G-01

Temperatura de aire de inyección 10 C° calculada

Temperatura de emisión de gases de escape 450 C° Medición de terreno (*)

Conductividad térmica del aire 0.0242 W/m-C° Librería Fluent Ansys

Calor específico del aire 1006.4 j/kg-°C Librería Fluent Ansys

Conductividad Aislación Muros (lana

mineral)

0.03365 W/m-C° Informe IDIEM

709.347/2011/04

Conductividad Aislación puertas (lana

mineral)

0.03365 W/m-C° Informe IDIEM

709.347/2011/04

Conductividad Aislación techo (poliuretano) 0.0224 W/m-C° Informe IDIEM

709.347/2011/04

Calor específico lana mineral 700 j/kg-°C

Densidad de lana mineral 100 kg/m3 Informe IDIEM

709.347/2011/04

Calor específico de aislación de poliuretano 1500 j/kg-°C

Densidad de aislación de poliuretano 40 kg/m3 Informe IDIEM

709.347/2011/04

Coeficiente pelicular superficies de muros y

portones

5.2 W/m2-C°

Coeficiente pelicular superficies de techos 5.2 W/m2-C°

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Datos de Emisiones

Descripción Medida Unidad Fuente

Rango de Consumo Diesel Camión 797 en

Ralentí

67 Gal/hr

Rango de Consumo Diesel Camión 797 en

Ralentí

83.2 kg/h calculado

Emisión de NO2 por kg de combustible 8.6 g./kg de

diesel

Prorateo Informe IDIEM

712.087.2011

Emisión de NO por kg de combustible 53.4 g./kg de

diesel

Prorateo Informe IDIEM

712.087.2011

Emisión de CO por kg de combustible 6.8 g./kg de

diesel

Prorateo Informe IDIEM

712.087.2011

Tasa de emisión de NO2 0.71 kg/h calculado

Tasa de emisión de NO 4.12 kg/h calculado

Tasa de emisión de CO 0.87 kg/h calculado

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Caso 1

PRESENTATION TOPICS

Caso 1

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Caso 1

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Caso 1

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Caso 2

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Caso 2

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Caso 2

PRESENTATION TOPICS

Caso 2

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• Goals;

• Cumplimiento de DS594, sobre condiciones mínimas en los lugares de

trabajo.

• Temperatura sobre 5°C

• Conclusion and next steps.

- Análisis de problemas en simulación y resolución en el sistema de

ecuaciones propuestas.

- Uso y cambio de parámetros para acelerar la solución.

- Problemas y soluciones acerca de la simulación durante la fase de

resolución del problema e interpretación de datos