Simulação de explosão semiconfinada com Programa de CFD STOKES: influência de parâmetros numéricos e constantes do modelo de combustão BML

Barreto, Estevão Gomes da Cruz

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/14118

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Simulação de explosão semiconfinada com Programa de CFD STOKES: influência de parâmetros numéricos e constantes do modelo de combustão BML
Author(s)/Inventor(s):	Barreto, Estevão Gomes da Cruz
Advisor:	Medronho, Ricardo de Andrade
Co-advisor:	Klein, Tânia Suaiden
Co-advisor:	Vianna, Sávio Souza Venâncio
Abstract:	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 𝑐𝐿, fator de orientação da chama \|𝜎̂𝑦\| e constante 𝑔) 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 𝐾.
Keywords:	Explosão Simulação numérica Fluidodinâmica computacional
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	5-Mar-2021
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Appears in Collections:	Engenharia Química

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