Simulação de explosão semiconfinada com Programa de CFD STOKES: influência de parâmetros numéricos e constantes do modelo de combustão BML
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/14118 |
Resumo: | Explosões de nuvem de vapor não confinadas são um dos perigos químicos mais comuns encontrados em plantas industriais. Explosões podem ser definidas como uma rápida expansão gasosa, resultando em uma onda de choque, podendo ser originada de forma mecânica ou por uma rápida reação exotérmica. Dada a severidade de suas consequências, ser capaz de modelar o fenômeno da explosão com acurácia é de extrema importância para garantir uma operação segura das plantas industriais. O presente trabalho teve como objetivo simular numericamente, através do método de Fluidodinâmica Computacional (CFD), uma explosão semiconfinada com obstáculos, em pequena escala, utilizando o programa STOKES, desenvolvido pela UNICAMP. A influência de parâmetros numéricos gerais de uma simulação de CFD (número de Courant-Fredrichs-Lewy (CFL) e Smooth Factor (SF)) e parâmetros específicos do modelo de combustão de Bray, Moss e Libby (BML) (constante , fator de orientação da chama |̂| e constante ) foi avaliada. Os resultados foram comparados com dados experimentais da literatura e com resultados obtidos com o programa FLACS®, referência de mercado em simulações de explosão em grande escala. O STOKES se mostrou eficaz ao simular o experimento da câmara de combustão semiconfinada com obstáculos, sendo possível obter resultados com comportamento qualitativamente similar aos experimentais. No entanto, não foi possível obter um chama que apresentasse um adiantamento menor que 12,0 ms, em relação aos dados experimentais. Em relação a reprodução do experimento sob análise, que é considerado uma explosão em pequena escala, o STOKES obteve melhores resultados que o programa FLACS®. Foi possível demostrar também que os três parâmetros avaliados no modelo de combustão BML influenciam as simulações de explosão de forma conjunta, através de uma constante única, aqui denominada constante geral . |
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Barreto, Estevão Gomes da Cruzhttp://lattes.cnpq.br/2883241764449950http://lattes.cnpq.br/9207676892974008Klein, Tânia Suaidenhttp://lattes.cnpq.br/1008981061334220Vianna, Sávio Souza Venânciohttp://lattes.cnpq.br/6689529661601171Vaz Junior, Carlos Andréhttp://lattes.cnpq.br/1862808949097711Ferreira, Tatiele Dalfiorhttp://lattes.cnpq.br/2701901657221090Medronho, Ricardo de Andrade2021-04-07T19:41:44Z2023-11-30T03:04:13Z2021-03-05http://hdl.handle.net/11422/14118Submitted by Ingrid Souza (ilsouzaf@eq.ufrj.br) on 2021-04-07T19:41:44Z No. of bitstreams: 1 EGCBarreto.pdf: 974634 bytes, checksum: d83f1861b7e58771666f7b164ff63089 (MD5)Made available in DSpace on 2021-04-07T19:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EGCBarreto.pdf: 974634 bytes, checksum: d83f1861b7e58771666f7b164ff63089 (MD5) Previous issue date: 2021-03-05Explosões de nuvem de vapor não confinadas são um dos perigos químicos mais comuns encontrados em plantas industriais. Explosões podem ser definidas como uma rápida expansão gasosa, resultando em uma onda de choque, podendo ser originada de forma mecânica ou por uma rápida reação exotérmica. Dada a severidade de suas consequências, ser capaz de modelar o fenômeno da explosão com acurácia é de extrema importância para garantir uma operação segura das plantas industriais. O presente trabalho teve como objetivo simular numericamente, através do método de Fluidodinâmica Computacional (CFD), uma explosão semiconfinada com obstáculos, em pequena escala, utilizando o programa STOKES, desenvolvido pela UNICAMP. A influência de parâmetros numéricos gerais de uma simulação de CFD (número de Courant-Fredrichs-Lewy (CFL) e Smooth Factor (SF)) e parâmetros específicos do modelo de combustão de Bray, Moss e Libby (BML) (constante , fator de orientação da chama |̂| e constante ) foi avaliada. Os resultados foram comparados com dados experimentais da literatura e com resultados obtidos com o programa FLACS®, referência de mercado em simulações de explosão em grande escala. O STOKES se mostrou eficaz ao simular o experimento da câmara de combustão semiconfinada com obstáculos, sendo possível obter resultados com comportamento qualitativamente similar aos experimentais. No entanto, não foi possível obter um chama que apresentasse um adiantamento menor que 12,0 ms, em relação aos dados experimentais. Em relação a reprodução do experimento sob análise, que é considerado uma explosão em pequena escala, o STOKES obteve melhores resultados que o programa FLACS®. Foi possível demostrar também que os três parâmetros avaliados no modelo de combustão BML influenciam as simulações de explosão de forma conjunta, através de uma constante única, aqui denominada constante geral .porUniversidade Federal do Rio de JaneiroUFRJBrasilEscola de QuímicaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICAExplosãoSimulação numéricaFluidodinâmica computacionalSimulação de explosão semiconfinada com Programa de CFD STOKES: influência de parâmetros numéricos e constantes do modelo de combustão BMLinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINALEGCBarreto.pdfEGCBarreto.pdfapplication/pdf974634http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/14118/1/EGCBarreto.pdfd83f1861b7e58771666f7b164ff63089MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/14118/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/141182023-11-30 00:04:13.012oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:04:13Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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