सीएफडी मॉडलिंग
हम आम तौर पर उत्पाद के लिए इस तरह के विश्लेषणात्मक डिजाइन दृष्टिकोण का उपयोग करते हैं जिसमें कई बिंदुओं पर दबाव भिन्नताएं होती हैं, सिस्टम में इनलेट और आउटलेट पर गर्मी भिन्नता के साथ-साथ पूरे घटक या सिस्टम पर द्रव प्रवाह प्रभाव होता है।
डेली न्यूज़
चर्चा में क्यों?
शिपिंग मंत्रालय द्वारा आईआईटी चेन्नई में बंदरगाहों, जलमार्ग और तटों के राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी केंद्र (National Technology Centre for Ports, Waterways and Coasts - NTCPWC) की आधारशिला रखी गई।
प्रमुख बिंदु
- एनटीसीपीडब्ल्यूसी की स्थापना शिपिंग मंत्रालय के प्रमुख कार्यक्रम सागरमाला के तहत की गई।
- यह बंदरगाहों, भारतीय अंतर्देशीय जलमार्ग प्राधिकरण और अन्य संस्थानों के लिये इंजीनियरिंग व तकनीकी जानकारी तथा सहायता प्रदान करने हेतु शिपिंग मंत्रालय की एक तकनीकी शाखा के रूप में कार्य करेगा।
इसकी उपयोगिता क्या है?
- यह सागर, तटीय और एस्ट्रिन फ्लो (coastal and estuarine flows), तलछट परिवहन एवं मोर्फोडायनामिक्स (sediment transport and morphodynamics), नेविगेशन और क्रियान्वयन (navigation and maneuvering), ड्रेजिंग तथा गाद (dredging and siltation), बंदरगाह और तटीय इंजीनियरिंग संरचनाओं (port and coastal engineering-structures) एवं ब्रेकवाटर (breakwaters), स्वायत्त प्लेटफॉर्मों और वाहनों के प्रायोगिक (autonomous platforms and vehicles), 2डी व 3डी मॉडलिंग के क्षेत्रों में व्यावहारिक अनुसंधान को जारी रखेगा।
- साथ ही यह प्रवाह की सीएफडी मॉडलिंग (CFD modeling of flow), पतवार संबंधी कामों और महासागर नवीकरणीय ऊर्जा के हाइड्रोडायनामिक्स को लेकर पारस्परिक संवाद का काम करेगा।
- यह केंद्र स्वदेशी सॉफ्टवेयर और प्रौद्योगिकी सेवा प्रदान करेगा।
- इसके अलावा, यह तकनीकी दिशा-निर्देशों, मानदंडों और पोर्ट संबंधी समस्याओं व समुद्री मसलों को मॉडल तथा सिमुलेशन के साथ रेखांकित करेगा।
- यह केंद्र न केवल नई तकनीक और नवाचारों को आगे बढ़ाने में मदद करेगा, बल्कि अपने सफल व्यावसायीकरण के लिये भी काम करेगा।
- यह शिपिंग मंत्रालय में काम कर रहे लोगों के लिये तकनीकी रूप से प्रशिक्षण प्राप्त करने के अवसर भी मुहैया कराएगा।
शैल क्लॉस ऑफ-गैस ट्रीटमेंट (एससीओटी) यूनिट सीएफडी मॉडलिंग
उच्च सल्फर कच्चे तेलों को संसाधित करने वाली रिफाइनरियां उत्पाद हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस) द्वारा महत्वपूर्ण मात्रा में उत्पादन करती हैं, जिसे एसिड गैस भी कहा जाता है। इस गैस को अक्सर क्लॉस सल्फर रिकवरी यूनिट (एसआरयू) में संसाधित किया जाता है।
क्लॉस प्रक्रिया एसिड गैस (एच 2 एस) को ऑक्सीजन की कमी वाली दहन प्रक्रिया में मौलिक सल्फर में परिवर्तित करती है और फिर कंडेनसर से तरल सल्फर एक सील पैर के माध्यम से एक कवर किए गए गड्ढे में चलता है जहां से इसे अंतिम उपयोगकर्ताओं को शिपमेंट के लिए ट्रकों या रेलकारों में सीएफडी मॉडलिंग पंप किया जाता है। सल्फर का लगभग 65 से 70 प्रतिशत बरामद किया जाता है। स्कॉट प्रक्रिया (शैल क्लॉस ऑफ-गैस ट्रीटिंग प्रोसेस) शेल द्वारा विकसित की गई थी, और सत्तर के दशक की शुरुआत में क्लॉस सल्फर रिकवरी यूनिट की दक्षता में सुधार के लिए एक आकर्षक प्रक्रिया के रूप में पेश की गई थी। इस प्रक्रिया में चार दहन प्रक्रियाएं होती सीएफडी मॉडलिंग हैं (साथ ही उत्प्रेरक रिएक्टर जिनकी यहां चर्चा नहीं की गई है):
1. प्रतिक्रिया भट्ठी
2. इनलाइन रीहीटर
3. गैस जनरेटर को कम करना
4. पूंछ गैस भस्मक
निष्कर्ष
इस पत्र ने एक सीएफडी मॉडलिंग एससीओटी प्रणाली के इनलाइन रीहीटर अनुभाग का सीएफडी विश्लेषण प्रस्तुत किया है। वर्तमान विश्लेषण ने संकेत दिया है कि निकट बर्नर क्षेत्र में मिश्रण बहुत अच्छा है और ओ 2 कैरीओवर होने की भविष्यवाणी नहीं की गई है। थर्मोडायनामिक संतुलन कोड सीईटी 89 का उपयोग करके रिएक्टर में रासायनिक संरचना के विश्लेषण ने पोत के माध्यम से स्थानों पर संतुलन एसिटिलीन तिल अंशों की भविष्यवाणी की सुविधा प्रदान की। ये तिल अंश इंगित करते हैं कि कालिख का गठन दहन क्षेत्र में या एसआरयू पूंछ-गैस मिश्रण क्षेत्र में नहीं होगा।
औद्योगिक दहन प्रणालियों के डिजाइन चरण के दौरान सीएफडी विश्लेषण का उपयोग स्टार्टअप और ऑपरेटिंग समस्याओं की संभावना को काफी कम कर सकता है। इस मामले में, भट्ठी में लंबी लपटें या कालिख उत्पादन जैसे मुद्दे मरम्मत के लिए बहुत महंगे होंगे क्योंकि इकाई लगातार चालू है। सिस्टम ऑपरेशन का परीक्षण अनुवर्ती प्रदर्शन मामलों के माध्यम से किया गया था। इन मामलों के डेटा की तुलना प्रयोगात्मक माप (रिएक्टर के विभिन्न हिस्सों में मापा दबाव ड्रॉप और कालिख गठन के दृश्य अवलोकन दोनों) के खिलाफ भी की गई थी। इन तुलनाओं के आधार पर रिएक्टर का निर्माण और स्थापना की गई थी और यह अपेक्षित रूप से सफलतापूर्वक काम कर रहा है।
कम्प्यूटेशनल फ्लुइड डायनामिक्स के लाभों में शामिल सीएफडी मॉडलिंग हैं:
सिस्टम में बढ़ी हुई अंतर्दृष्टि जो आर एंड डी के माध्यम से प्रोटोटाइप या परीक्षण करना मुश्किल हो सकता है
परिवर्तन की अनुमति देने वाली डिजाइन प्रक्रिया के दौरान प्रदर्शन के मुद्दों की पहचान करने की क्षमता और अनुकूलन
बड़े पैमाने पर प्रवाह दर, दबाव की बूंदों, मिश्रण दरों, गर्मी हस्तांतरण दरों और द्रव गतिशील बलों की सटीक भविष्यवाणी करें
आवेदनों में शामिल हैं:
2. औद्योगिक द्रव गतिशीलता
3. द्रव संरचना सहभागिता
सटीक और तकनीकी रूप से सार्थक कम्प्यूटेशनल तरल गतिकी सिमुलेशन को पूरा करने के लिए अत्यधिक कुशल और अनुभवी इंजीनियरों की आवश्यकता होती है। जबकि आधुनिक सिमुलेशन सॉफ्टवेयर डिजाइन प्रक्रिया के लिए अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली और अमूल्य हैं, डेटा आउटपुट केवल उतना ही है जितना कि सिस्टम में दर्ज डेटा की सटीकता और वैधता है। हमारी टीम के पास विसंगतियों की पहचान करने का अनुभव है और हमेशा हाथ की गणना के साथ डेटा का बैकअप लेना आवश्यक था।
सीएफडी मॉडलिंग
ईईएस और एसटीईपी दहन समूह बड़े पैमाने पर एयरो और तरल पदार्थ की गतिशीलता को मापने और समझने के लिए सीएफडी मॉडलिंग (कम्प्यूटेशनल फ्लूड डायनामिक्स) का उपयोग करते हैं और साथ ही दहन और प्रदूषक पीढ़ी और कमी से जुड़े प्रतिक्रिया रसायन शास्त्र का उपयोग करते हैं।
सीएफडी मॉडलिंग नियमित रूप से मूल्यांकन करने के लिए उपयोग किया जाता है:
- बर्नर और दहन प्रणाली का प्रदर्शन और उत्सर्जन
- SNCR NOx की कटौती
- बॉयलर फॉलिंग और स्लैगिंग
- नुकसान, वेग और गर्मी हस्तांतरण
- प्रतिक्रिया रसायन
वांतरिक्ष मौसम अनुसंधान
फ्लोस्लवर इकाई के बंद होने के उपरांत, संख्यात्मक मॉडलिंग में शामिल व्यक्ति सीटीएफडी प्रभाग नियुक्त किए गए। चूंकि इन लोगों को मौसम अनुसंधान, तरल गतिकी, मौसम विज्ञान, अभिकलनीय विज्ञान और सूचना प्रौद्योगिकी में विशेषज्ञता प्राप्त थी, उनके कौशल का सर्वश्रेष्ठ उपयोग करने हेतु एक अलग शोध समूह, वांतरिक्ष मौसम अनुसंधान समूह स्थापित किया गया। समूह का फोकस वांतरिक्ष मौसम के साथ हवाईपत्तन मौसम की तथ्यों जो हवाईपत्तन के संचालन को प्रभावित करता है, क्लियर एयर विक्षभ, वांतरिक्ष मौसम दृश्य तकनीक, विमानन मौसम के खतरे और शहरी सीएफडी। इसके अतिरिक्त समूह के अनुभव को एनएएल वायुयान कार्यक्रम के लिए आवर्ती प्रवाह का प्रयोग प्रोपेलर सिमुलेशन से निपटने हेतु उपयोग किया जा रहा है।