VI È MAI CAPITATO

di dover progettare un compressore partendo da zero?

Certo, spesso capita di partire da un progetto simile, magari scalando una girante i cui disegni sono lì da anni e nessuno ricorda più come sia stata progettata.

In questo case study parliamo invece di come abbiamo progettato un compressore da foglio bianco, senza riferimenti né tavole o disegni, soltanto con due numeri: portata e pressione di mandata.

A NOI È SUCCESSO

Anzi, ci capita piuttosto spesso.

RECENTEMENTE

Abbiamo progettato un compressore per conto di una
importante azienda operante nel settore food & beverage

Noi lo chiamiamo design on performance, ovvero un progetto basato sulle prestazioni attese della macchina e senza vincoli sui singoli componenti, essendo il progetto completamente nuovo. Durante il primo incontro il cliente ci ha fornito il valore delle prestazioni attese, portata e pressione di mandata del compressore, nonché una serie di vincoli sugli aspetti di sterilizzazione della macchina, sulla massima velocità di rotazione e sul layout dell’impianto.

Le fasi del progetto sono molto chiare e prevedono di procedere per step di complessità via via crescente, con un focus dapprima sull’intero impianto, poi sulla macchina ed infine sui componenti singoli. Abbiamo lavorato gomito a gomito con i loro ingegneri progettisti, con incontri settimanali e workshop mensili, affinché il progetto procedesse con la massima integrazione possibile all’interno dell’impianto.

Dopo poche settimane di lavoro abbiamo consegnato i modelli 3D costruttivi dell’impeller e della voluta, le relative tavole e le specifiche sui materiali e di manufacturing. Sulla base di questa documentazione sono stati realizzati i prototipi e abbiamo iniziato l’attività di validazione al banco prova.

GRAZIE A NUMERICAL

il cliente ha ottenuto tre importanti risultati

1. Soluzione

Ha progettato un compressore le cui specifiche molto stringenti impedivano di reperire in commercio un modello adatto alla specifica applicazione.

2. Risparmio

Ha risparmiato sul personale perché ha trovato il partner con le competenze e le strumenti giusti, concludendo in tempi brevi una attività di mesi di lavoro.

3. Know-how

Ha fatto proprio il know-how sulle turbomacchine e ha imparato ad utilizzare gli strumenti avanzati di progettazione di compressori.

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LE BEST PRACTICE

da seguire per progettare al meglio un compressore

Tre sono i suggerimenti da non dimenticare:

  1. verificare il layout dell’impianto, i vincoli di progetto e le caratteristiche degli altri componenti con cui il compressore dovrà interagire. Il progetto non deve basarsi solo sulle prestazioni fornite dal cliente. E’ infatti buona norma condurre una analisi d’impianto preventiva per evidenziare criticità di accoppiamento;
  2. progettare per gradi, procedendo per livelli di complessità, partendo da un progetto semplificato di “concept design”, passando in seguito al “preliminary design” e arrivando infine al “detailed design” con anche le specifiche di manufacturing e testing;
  3. condurre un progetto aeromeccanico con un interfacciamento molto stretto tra le due discipline “aerodinamica” e “meccanica”. Questo approccio, nella sua applicazione più avanzata, conduce alla ottimizzazione multidisciplinare.
E sempre tre sono gli errori da evitare:

  1. sottovalutare i metodi di progetto semplificati 1D e 2D e buttarsi a capofitto nei calcoli 3D CFD;
  2. considerare solo i carichi statici e trascurare le forzanti periodiche ed il loro accoppiamento con le frequenze proprie della struttura (risonanza);
  3. trascurare la variazione di forma dovuta ai carichi meccanici e termici (procedura “hot to cold”).
Nel condurre questa attività abbiamo certamente fatto affidamento sull’impiego di strumenti avanzati ma è la nostra esperienza di progettisti che ci ha permesso di concludere con successo il lavoro.

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