Simulación CFD y cálculo FEM
Sabemos cómo se comportará su proceso antes de fabricar el equipo. Modelamos fluidos, sólidos en suspensión, transferencia de calor y resistencia estructural para que el diseño del agitador llegue a fabricación con menos incertidumbre técnica.
2005
CFD con ANSYS aplicado a agitadores
2014
CRADLE para sólidos en suspensión
FEM
fatiga, tensión y deflexión
AGIDAT
dimensionado propio para procesos estándar
Fluidodinámica
Predecir el comportamiento del fluido antes de fabricar
La dinámica de fluidos computacional modela el movimiento de fluidos y sólidos dentro de un tanque agitado a partir de la geometría del recipiente, las propiedades del fluido y las características del agitador.
El resultado es una predicción cuantitativa del proceso: velocidades, presiones, patrones de circulación, gradientes de temperatura y distribución de partículas en cada punto del volumen.
Qué analizamos en cada simulación
- Velocidades y patrones de flujo.
- Sólidos insolubles en suspensión.
- Zonas muertas y recirculaciones.
- Sentido del flujo, vórtices y aireación no deseada.
- Transferencia de calor y puntos calientes en procesos críticos.
Partículas
La ventaja del análisis de partículas con CRADLE
En 2014, Agitaser incorporó CRADLE para analizar el comportamiento de partículas sólidas dentro del fluido.
Esta capacidad resuelve uno de los problemas más complejos en agitación industrial: mantener sólidos insolubles de distinta densidad en suspensión uniforme.
Cuando la simulación muestra sedimentación, zonas sin renovación o una distribución insuficiente, el diseño se ajusta antes de fabricar: posición del agitador, geometría de hélice, velocidad o configuración interna del tanque.
Resultados visualizados
Vídeos de simulación CFD
Los vídeos de flujo ayudan a los equipos técnicos a ver dónde se mueve el fluido, cómo se distribuyen las partículas y si el diseño resuelve la exigencia de homogeneidad.
Mezcla e introducción de partículas
Visualización de incorporación de sólidos al flujo principal.
Mezcla e introducción de partículas
Visualización de incorporación de sólidos al flujo principal.
Mezcla e introducción de partículas
Visualización de incorporación de sólidos al flujo principal.
Sentido del flujo
Trayectorias principales y orientación de la circulación.
Mezcla y distribución
Verificación de zonas renovadas y zonas con menor velocidad.
Configuración alternativa
Visualización de incorporación de sólidos al flujo principal.
Resistencia mecánica
Cálculo estructural FEM: máximo rendimiento, mínimo mantenimiento
El análisis por elementos finitos evalúa el comportamiento mecánico de las piezas que soportan mayores esfuerzos: eje de transmisión, platos de acoplamiento y torreta de soporte.
01
Estados tensionales
Distribución de tensiones bajo par, peso propio y fuerzas dinámicas de la hélice.
02
Fatiga
Verificación de márgenes de seguridad para miles de horas de trabajo continuo.
03
Deflexión
Control de deformación del eje para proteger rodamientos y sellos.
04
Torreta
Análisis de uniones y apoyos que transmiten cargas al recipiente.
Dimensionado propio
AGIDAT para procesos estándar
Cuando la geometría del proceso es estándar y no justifica una simulación CFD completa, AGIDAT aplica el método teórico-práctico acumulado en más de 80 años de proyectos reales.
A partir del tipo de fluido, viscosidad, densidad, geometría del tanque y objetivo de homogeneización, determina potencia, velocidad de agitación y geometría de hélice óptimas.
Cuándo escalar a CFD
- Sólidos de alta densidad o alta concentración.
- Tanques cónicos, mamparas, deflectores o geometrías no convencionales.
- Transferencia térmica crítica o riesgo de puntos calientes.
- Proceso ATEX con análisis de riesgo exigente.
- Necesidad de justificar técnicamente la selección ante dirección o auditoría.
Coste total
La simulación se amortiza evitando errores de diseño
Un equipo correctamente dimensionado consume menos energía, reduce tiempos de ciclo y disminuye el riesgo de paradas no planificadas.
Menos consumo
La potencia se ajusta al proceso real, no a una estimación sobredimensionada.
Menos ciclos extra
Evitar zonas muertas reduce tiempos de mezcla y reprocesos.
Menos paradas
El FEM reduce riesgo de fallos por fatiga en piezas críticas.
ATEX
CFD también ayuda en entornos con riesgo de explosión
En entornos ATEX, la identificación de puntos calientes dentro del fluido puede formar parte del análisis de riesgo. Un punto caliente no detectado puede ser determinante en la clasificación y seguridad del equipo.
Agitaser diseña y fabrica agitadores para Zonas 1, 2, 21 y 22 conforme a la Directiva 2014/34/UE, con certificación Zona 0 en proceso.
Equipos donde aplicamos simulación y cálculo
- Agitadores Verticales
- Agitadores Laterales
- Micronizadores
- Agitadores en Línea
Preguntas frecuentes sobre CFD y FEM
¿Qué diferencia hay entre CFD y el método teórico de dimensionado?
El método teórico estima potencia y velocidad a partir de correlaciones empíricas. CFD modela el comportamiento tridimensional del fluido y permite ver fenómenos que el dimensionado clásico no resuelve con detalle suficiente.
¿Para qué tipo de proyectos tiene más sentido hacer una simulación CFD?
Procesos con sólidos en suspensión, geometrías no estándar, fluidos viscosos, transferencia térmica crítica, entornos ATEX o proyectos donde la documentación técnica tenga valor de auditoría o justificación interna.
¿Puedo utilizar los resultados de la simulación en mi documentación técnica interna?
Sí. Los vídeos, mapas de flujo e informes numéricos son documentos técnicos que pueden utilizarse para justificar la selección del equipo y apoyar la validación interna del cliente.