Тюменские ученые представили программный комплекс для моделирования процессов динамики газовых потоков и осушки сыпучих материалов в вертикальных системах с псевдоожиженным слоем. Подробно описаны и технологические процессы системы кипящего слоя, математические методы, а также этапы экспериментов, проводимых в виртуальной лаборатории.
В Тюмени создали виртуальную лабораторию / ©Getty images
Проектирование и реконструкция так называемого аппарата кипящего слоя — сложный и трудоемкий процесс. Требуется значительное количество сложных расчетов на основе справочных и экспериментальных данных для поиска оптимального режима и адаптации аппарата к реальным условиям эксплуатации. К тому же, конструирование таких систем «вживую» требует высоких финансовых затрат на стадии эксперимента.
Статья ученых Института математики и компьютерных наук ТюмГУ Владимира Пуртова, Алексея и Евгения Оленниковых, Андрея Бабича вышла в «Журнале физики: серия конференций». В работе представлен программный комплекс для моделирования процессов динамики газовых потоков и осушки сыпучих материалов в вертикальных системах с псевдоожиженным слоем. Подробно описаны технологические процессы системы кипящего слоя, математические методы, а также этапы экспериментов, проводимых в виртуальной лаборатории.
Основная цель, которую преследовали разработчики, — поиск оптимальных геометрических характеристик аппарата кипящего слоя, исследование процесса формирования потока газа на осушку и качества готовой продукции.
Современная компьютерная графика используется для создания высокореалистичных трехмерных моделей виртуальных лабораторий, станков, приборов и других объектов. Гармоничное сочетание фактур материалов и освещения, а также возможность перемещения камеры в трехмерном пространстве обеспечивают максимально полное ощущение виртуальной реальности.
Созданная тюменскими учеными виртуальная лабораторная в первую очередь ориентирована на изучение процесса сушки сыпучих материалов, поступающих в аппарат кипящего слоя; схемы течения газа в кипящих слоях в зависимости от состава материала и характера воздушного потока, формируемого тягодутьевыми вентиляторами высокого давления. Виртуальный блок имеет множество окон.
Во время работы открываются другие окна, отображающие настройки установок вентиляции, отопления и фильтрации, сыпучих материалов и так далее. В режиме реального времени можно регулировать диаметры отверстий в распределительной тарелке, увеличивать производительность тягодутьевых вентиляторов, менять теплоноситель в теплообменнике, степень чистоты газа на входе и прочее. Математическая модель виртуальной лаборатории описывает реальные процессы, протекающие в низкотемпературной имитационной модели.
