Analisi di un filtro a maniche in acciaio

Studio Ing. Besozzi

 

Il progetto vincitore del Midas Model Competition Italia è un filtro a maniche da inserire in una catena di trattamento di polvere di cemento.

 

filtromodelloIl progetto

All‘interno di questa struttura industriale in acciaio l‘aria calda (ad una temperatura di 250°C ), contenente il particolato, viaggia in una tubazione di 150 cm di diametro grazie all’azione di depressione indotta da un ventilatore a valle. Mediante l’azione di opportuni deflettori e pareti interne viene convogliata nella parte superiore dove è presente una piastra tubiera, sopra la quale sono inserite le maniche (all’interno di un plenum) che hanno il compito di separare il particolato dall’aria. Successivamente a questo trattamento la polvere di cemento viene raccolta nelle tramogge alla base e l’aria viene espulsa dalla parte opposta da dove è entrata. La manutenzione delle maniche avviene operando dalla piastra superiore del plenum alla quale si accede mediante una scala metallica.

Midas è molto agevole poiché dispone di tutti i comandi tipici di un ambiente CAD, è in grado di modellare sezioni piene oppure lamierati, e permette di calcolare tutte le proprietà geometriche della sezione: area, momenti di inerzia, modulo resistente.

 filtromodello1La struttura

L’ingombro della struttura in pianta è di circa 10 x 10 m ed ha un’altezza, dalla base delle colonne di sostegno al colmo della tettoia, pari a circa 18 mt. Oltre ai carichi permanenti (peso proprio, coibentazione e macchinari) si sono presi in considerazione gli effetti della variazione di temperatura, da 0° quando è spento a 250° in esercizio, della depressione agente all’interno delle pareti del filtro, pari a 600kg/mq e dei carichi di riempimento e svuotamento agenti nelle due tramogge di raccolta, calcolati come suggerito dall’EC1-parte 4.

Il software Midas Gen è stato fondamentale per la facilità nel disegnare e gestire plate con il modulo ASWD e la semplicità di visualizzazione e comprensione degli sforzi.

I vantaggi ottenuti con Midas GEN

Dal punto di vista della modellazione, realizzata con Midas Gen, si evidenzia l’utilizzo massiccio di elementi “plate” per ricreare le pareti ed i setti aventi spessore di 4 e 5 mm. Si è scelto di modellare le costolature e le travi reticolari interne al plenum che contiene le maniche di filtraggio con elementi “beam” inserendo l’offset all’interno della definizione della sezione per ricreare la giusta geometria. Tale scelta è parsa più snella soprattutto in fase di progettazione (per la definizione di passi e geometria delle costolature). Si sono utilizzati gli elastic link di tipo rigid per la connessione delle piastre inclinate alle pareti verticali ed orizzontali in modo da non perturbare la regolarità della mesh delle pareti e rendere quindi problematico l’inserimento delle costolature.
Localmente, in corrispondenza dei tiranti/puntoni interni, si è provveduto all’ispessimento delle lastre. La struttura filtro poggia su un castello di sostegno realizzato con elementi beam.
Particolare cura è stata posta all’interfaccia tra i due in quanto si sono inseriti degli svincoli così da evitare eccessive coazioni indotte dalle variazioni di temperatura sulla struttura di sostegno. E’stata svolta un’analisi statica lineare ed un’analisi sismica “response spectrum”.
Con Midas Gen è stata svolta un’analisi statica non lineare con elementi truss tension only per valutare l’effettiva risposta dei controventi snelli del sostegno e della tettoia con riferimento alle combinazioni (trasformate in “casi di carico“) più gravose per tali elementi.

Case Study di

midas

 

 

I vantaggi della scelta Midas

Per la modellazione e l’analisi di questa struttura il software Midas Gen è stato di grande aiuto: apprezzabile senza dubbio la facilità nel disegnare e
gestire plate con il modulo ASWD e la semplicità di visualizzazione e comprensione degli sforzi. Grazie a questa versatilità, unitamente all’affidabile post-processing degli elementi beam, si è potuto operare un’ottimizzazione di piastre e costolature in un tempo ragionevole.

Ing. Francesco Besozzi – Ing. Graziano Bertocchi

Cliente: STUDIO ING. BESOZZI

Lo studio Besozzi si occupa, da oltre 10 anni, di progettazione strutturale ed architettonica e direzione dei lavori in ambito residenziale, commerciale ed industriale. Lo studio Besozzi si è specializzato nella progettazione strutturale in acciaio di impianti e strutture industriali quali containers, silos, tramogge, filtri ed aircoolers, secondo le principali normative tecniche internazionali.

Ing. Francesco Besozzi – Ing. Graziano Bertocchi via R. Colli n° 10 21022 Azzate (VA)