Виробниче та технологічне обладнання «Фармацевтична галузь», № 4 (103), грудень 2024
Застосування методів обчислювальної гідродинаміки (CFD) у бар’єрних технологіях
G. Guidi, компанія IMA LIFE, S. Annoni, компанія HPE Group
Вступ Серед завдань, що постають у про- цесі проєктування та кваліфікації бар’єрних систем, необхідних для досягнення та забезпечення асеп- тичних умов на лініях для напов- нення чи в інших окремих системах, таких як ізолятори для передачі ма- теріалу, дозування або тестування на стерильність, керування динамі- кою повітря або потоку всередині систем відіграє ключову роль. Тому використання методів обчислю- вальної гідродинаміки (CFD) є цін- ним і фундаментальним елементом з урахуванням вимог Quality-by- Design щодо безпосереднього про- єктування класифікованих зон і ін- тегрованих машин, а також висту- пає інструментом аналізу ризиків і валідації із застосуванням пари. У статті описано різні варіанти визначення методів розрахунку CFD на практичних прикладах.
Передумова Методи розрахунку CFD засновані на складних математичних рівнян- нях для моделювання динаміки по- токів, яке зазвичай здійснюють у тривимірних середовищах. Як вхідні дані для симуляції при цьому вико- ристовують реальні 3D-моделі ма- шин чи обладнання. Рівняння опису- ють основні закони динаміки пові- тря, такі як збереження маси, ім- пульсу та енергії. Для їхнього вирі- шення до області потоку застосову- ють 3-вимірну сітку з менших еле- ментів, які називаються комірками, або контрольними об’ємами (рис. 1). Деякі складнощі досліджень часто виникають саме на цьому етапі, оскільки він вимагає спеціальних
16 ПОВЕРНУТИСЯ ДО ЗМІСТУ
знань для оцінки правильного роз- міру сітки без втрати роздільної здатності та ризику отримання нере- алістичної моделі або наявності за- надто великої кількості елементів у сітці та нездатності обчислювально керувати моделлю (що потребува- ло б надто багато часу та значної обчислювальної потужності). Рівняння чисельно апроксимують
та розв’язують ітераційно, щоб об- числити такі параметри потоку, як швидкість, тиск і температура. Це дає можливість отримати детальне циф- рове представлення потоку в змоде- льованому середовищі, що дозволяє інженерам аналізувати та оптимізу- вати конструкцію систем або облад- нання. Моделювання з допомогою CFD дає змогу передбачити будь-які критичні проблеми в конструкції ізо- лятора або ж виявити їх уже після завершення монтажу системи.
Спеціалізація та співпраця Компанія IMA LIFE спирається на досвід своєї команди професіона-
лів, які спеціалізуються на моде- люванні та створенні моделей CFD. Для вирішення такої складної за- дачі фахівці заручилися партнер- ством і налагодили технічну си- нергію зі спеціалістами компанії HPE Group, що спеціалізується на розробці інженерних рішень, про- єктів і продуктів для автомобіль- ної, морської та оборонної галузей промисловості, а також для сфери автоматизації. Можливість поєд- нання рішень IMA LIFE, розробле- них для забезпечення асептичних вимог фармацевтичного сектора, з досвідом HPE Group у світі пере- дової аеродинаміки стала ключо- вим фактором. Адже це забезпе- чить ноу-хау і обчислювальну по- тужність, що необхідні для відпо- відності новим вимогам, зокрема Додатка 1 до EU GMP, які були впроваджені з серпня 2023 р., а також для задоволення постійно зростаючого попиту на інновації, гнучкість і продуктивність машин для асептичного наповнення.
Рис. 1. Приклад розрахункової сітки
www.promoboz.com
Page 1 |
Page 2 |
Page 3 |
Page 4 |
Page 5 |
Page 6 |
Page 7 |
Page 8 |
Page 9 |
Page 10 |
Page 11 |
Page 12 |
Page 13 |
Page 14 |
Page 15 |
Page 16 |
Page 17 |
Page 18 |
Page 19 |
Page 20 |
Page 21 |
Page 22 |
Page 23 |
Page 24 |
Page 25 |
Page 26 |
Page 27 |
Page 28 |
Page 29 |
Page 30 |
Page 31 |
Page 32 |
Page 33 |
Page 34 |
Page 35 |
Page 36 |
Page 37 |
Page 38 |
Page 39 |
Page 40 |
Page 41 |
Page 42 |
Page 43 |
Page 44 |
Page 45 |
Page 46 |
Page 47 |
Page 48 |
Page 49 |
Page 50 |
Page 51 |
Page 52 |
Page 53 |
Page 54 |
Page 55 |
Page 56 |
Page 57 |
Page 58 |
Page 59 |
Page 60
