Warmteoverdracht en stromingsleer

De expertisegroep Warmteoverdracht en stromingsleer heeft de afgelopen 40 jaar expertise opgebouwd in warmte- en vloeistofstromingen in gebouwen en procesinstallaties. Deze kennis gaat over gas- en vloeistofstroming in pijpsystemen en apparaten en de energiehuishouding van gebouwen. Met fysisch-mathematische computermodellen kun je de mechanische belasting op de HVAC- of procesinstallaties minimaliseren en de efficiëntie maximaliseren. Het resultaat? Een betrouwbaar en efficiënt productieproces of gebouw.

Naast computermodellen hebben we bij TNO verschillende klimaatkamers en testopstellingen. Hierin analyseren we warmte- en vloeistofstromingen van nieuwe concepten en valideren we modellen. De expertise van het meten van warmte- en vloeistofstroming, geluid en trillingen zetten we ook in bij de analyse van gebouwen en procesinstallaties in de praktijk, zowel on- als offshore.

Producten en diensten

Warmteoverdracht en stromingsleer levert de volgende producten:

• PulsimSuite: software ter verificatie van het voldoen aan de API 618/674 norm.
• Operation Support Systems: meet- en regelsystemen die op basis van computermodellen tijdens het proces de meest optimale strategie bepalen en advies geven aan de operator.

In de vorm van consultancy-projecten bieden we de volgende diensten aan:

• Trouble-shooting: op basis van metingen op locatie en computermodel-analyses adviseren we hoe een specifiek probleem snel opgelost kan worden.
• Ontwerp-optimalisatie: op van basis computermodel-analyses en schaalexperimenten in onze testopstellingen, adviseren we over welk ontwerp het meest betrouwbaar en/of efficiënt is.

Naast consultancy-projecten, werken we ook aan projecten in onderzoek en innovatie (R&D). Hierbij ontwikkelen we op basis van onze expertise technologie die onze klanten gebruiken om hun producten of productieproces te verbeteren.

Ook geven we jaarlijks cursussen over pulsaties en trillingen (PVC) en ‘Flow Assurance’ (FAFW). Daarnaast organiseren we in-house op maat gemaakte cursussen en workshops bij klanten over meer specifieke onderwerpen, zoals ‘uncertainty quantification’, stromingsgeïnduceerde pulsaties, meetmethodes en root cause-analyses.

Toepassingen

De olie- en gasindustrie en de bouwsector spelen een belangrijke rol om de transitie naar een duurzame energievoorziening mogelijk te maken. En om te voldoen aan de doelstelling van energieneutrale gebouwen. Wij passen onze expertise vooral toe op 5 domeinen:

1. gastransport en opslag
2. offshore productiesystemen
3. put- en pijplijnmanagement
4. energieprestaties van gebouwen
5. comfortabel en gezond binnenmilieu

De olie-en gasindustrie helpen we met het bereiken van betrouwbare en optimale productie met onze expertise in pulsaties, geluid en trillingen, meerfase stroming, flow control en flow chemie. Voor de bouwsector is naast energie-efficiëntie, een comfortabele en gezonde werk- en leefomgeving essentieel. Hier dragen we aan bij door oplossingen aan te dragen vanuit onze bouwfysica-expertise. Denk aan innovaties in HVAC-componenten, ventilatieconcepten, slimme gevels en het uitvoeren van energie-efficiëntieanalyses.

Computational fluid dynamics (CFD): complexe vloeistofstromen

Procesintensivering heeft grote gevolgen voor de chemische industrie. Door de combinatie van processtappen ontstaan er nieuwe uitdagingen. De overstap van batchverwerking naar continubedrijf vraagt om nieuwe innovaties. Het vermogen om complexe vloeistofstromen te beschrijven is essentieel voor het ontwerpen van effectieve systemen en bruikbare oplossingen.

De voordelen van CFD-technologie

Wij zorgen dat bedrijven hun chemische apparatuur met computersimulatie voor verschillende fases en schalen kunnen beoordelen. Met onze softwaretools bootsen we de exacte omstandigheden en reacties na. Zo krijgen chemische bedrijven waardevolle gegevens en accurate voorspellende modellen. Door de effectiviteit van nieuwe processen te testen, versnellen we de ontwikkeling, verkorten we de doorlooptijd en verlagen we de kosten.

Met CFD-technologie kunnen we trends in complexe vloeistofstromen bij het testen van nieuwe of bestaande systemen identificeren. De bijzonder nauwkeurige resultaten, in combinatie met de juiste modellen en gegevens, zorgen ervoor dat ontwerpfouten vroegtijdig worden ontdekt. Zo hoeven er geen overbodige tests worden uitgevoerd.

CFD maakt het mogelijk om een oneindig aantal virtuele sensoren te gebruiken om de prestaties van een eenheid te beoordelen. Doordat gebrekkige ontwerpen minder lang worden getest, ontwikkelen bedrijven met CFD sneller een werkende oplossing.

Mogelijkheden voor verder ontwikkeling

We delen onze kennis en expertise in Computational Fluid Dynamics met de chemische industrie en leveranciers van chemische installaties. Dankzij onze software verkorten we de doorlooptijd, waarmee ook de ontwikkeling sneller en nauwkeuriger verloopt. We vergroten het concurrentievermogen van bedrijven en nemen belemmeringen voor de ontwikkeling weg. Zo kunnen bedrijven betere oplossingen ontwikkelen.

We gaan partnerschappen met bedrijven aan om specifieke uitdagingen aan te pakken. Daarnaast bevorderen we een snellere innovatie door Shared Research-programma's. Wij zijn ervan overtuigd dat we betere innovaties voor de hele sector kunnen realiseren door onze krachten met andere spelers binnen de sector te bundelen en de risico's van innovatie samen te dragen.