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Type: TESE
Title: Desenvolvimento de um modelo para a estimativa da máxima sobrepressão gerada em uma explosão de gás
Title Alternative: Development of a model to evaluate the maximum overpressure generated in a gas explosion
Author: Matos, Renata Pinto da Silva, 1987-
Advisor: Vianna, Sávio Souza Venâncio, 1975-
Abstract: Resumo: A máxima sobrepressão de uma explosão de gás é um dos principais parâmetros estimados em uma Análise de Consequências. Muitas vezes é necessário fazer estimativas iniciais do seu valor, principalmente na fase conceitual de projeto. Portanto um modelo para estimativa da máxima sobrepressão gerada em uma explosão de gás que é de fácil implementação e que possui uma abordagem teórica foi desenvolvido. Ele foi implementado no software de planilhas eletrônicas Microsoft Excel e apresenta tempo de resposta curto. O modelo desenvolvido é baseado no conceito flamelet como apresentado por BML (Bray, Moss e Libby). Ele considera o efeito de obstáculos na aceleração da chama em uma explosão dentro de uma câmara em larga escala com vent. A modelagem da energia cinética turbulenta e da sua taxa de dissipação é baseada em fluidodinâmica computacional (CFD). Simulações numéricas foram conduzidas no FLACS (Flame Acceleration Simulator). O desempenho do modelo foi avaliado em três diferentes conjuntos de dados experimentais de explosões de gás em larga escala dentro de câmaras parcialmente confinadas e obstruídas similares a um módulo offshore: os experimentos da British Gas, Shell e DNV. O modelo foi capaz de representar o aumento da área da chama devido à turbulência causada pela presença de obstáculos para os três experimentos em questão. Espera-se que o modelo seja capaz de representar o mesmo comportamento em geometrias similares à da British Gas sem o ajuste de constantes. Comparações com modelos existentes que não são de CFD mostraram um desempenho muito promissor e uma boa concordância com dados experimentais foi observada

Abstract: The maximum overpressure of gas explosion is one of the main parameters estimated in the Consequence Analysis. Quite often it is necessary to make some initial estimative of its value, particularly in the conceptual design phase. Therefore a model to estimate the maximum overpressure of gas explosion that is easy to implement and have a theoretical approach has been developed. It has been implemented in the Microsoft Excel spreadsheet and it presents a short response time. The developed model is based on the flamelet concept as put forward by BML (Bray, Moss and Libby). It takes into account the effect of obstacles on the flame acceleration in the explosion inside a large scale chamber with vent. The modelling of the turbulent kinetic energy as well as the rate of dissipation of turbulent kinetic energy is based on computational fluid dynamics (CFD). Numerical simulations were conducted in FLACS (Flame Acceleration Simulator). The performance of the model has been verified for three different sets of experimental data from large scale gas explosions inside partially confined and obstructed chambers which are similar to an offshore module: the experiments from British Gas, Shell and DNV. The model was capable of representing the increase of the flame area due to the turbulent field ahead of the flame caused by the presence of obstacles for the three experiments. It is expected that the model is able to represent the same behaviour in geometries similar to the British Gas without the constant adjustment. Comparisons with existing non CFD models have shown a very promising performance and good agreement with experimental data was observed
Subject: Explosão
Fluidodinâmica computacional
Turbulência
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2014
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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