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Tipo do documento: Dissertação
Título: Dinâmica dos fluidos computacional aplicada a modelagem de incêndio e radiação térmica
Título(s) alternativo(s): Computational fluid dynamics applied to fire modeling and thermal radiation
Autor: Silva, Marcelo André Cordeiro da 
Primeiro orientador: Mangiavacchi, Norberto
Primeiro membro da banca: Pontes, José da Rocha Miranda
Segundo membro da banca: Costa Filho, Manoel Antonio da Fonseca
Terceiro membro da banca: Anjos, Gustavo Rabello dos
Resumo: O armazenamento de produtos inflamáveis e de combustíveis é uma atividade comum e empregada largamente em diversos locais como terminais de combustíveis, bases de transportadoras, garagens de ônibus, plantas industriais químicas e petroquímicas, refinarias e industrias em geral. Este tipo de atividade está relacionada à produção, distribuição, abastecimento ou consumo de produtos inflamáveis e de combustíveis. Pode ser destacado o armazenamento de combustíveis líquidos em grande, média e pequena quantidade em tanques à pressão atmosférica. Este armazenamento se dá em instalações que dependendo do seu porte, podem estar localizadas em áreas industriais, como por exemplo grandes plantas petroquímicas ou áreas de uso misto entre empresas e residências, como por exemplo bases de transportadoras e garagens de ônibus. O armazenamento de líquidos inflamáveis e de combustíveis voláteis à temperatura ambiente, oferece o risco da ocorrência de acidentes causadores de incêndio devido ao vazamento do seu inventário contido em tanques. Os tipos de incêndios que podem ocorrer devido a este vazamento são incêndio em poça, incêndio em nuvem e bola de fogo. A ocorrência de incêndio tem entre suas consequências físicas a emissão de radiação térmica que pode causar ferimentos ou até morte em pessoas atingidas. Diante de tal fato, a atividade de armazenamento de substâncias inflamáveis e de combustíveis voláteis à temperatura ambiente, é classificada como uma atividade de risco, onde de acordo com o nível de risco considerado torna-se necessária a avaliação das consequências da radiação térmica emitida por um possível cenário de incêndio. Atualmente, os estudos de análise de risco realizados para a avaliação de incêndios geralmente se utilizam de modelagens denominadas de semi - empíricas. Nestas modelagens o fogo é normalmente modelado como um sólido e são empregadas correlações e equações simplificadas para que se encontrem as distâncias correspondentes aos níveis de radiação térmica de interesse e assim se determine a distância considerada segura entre receptores sensíveis (residências, escolas, ginásios, hospitais, etc.) e o local do possível cenário de incêndio. Nesta dissertação é analisada a aplicação da dinâmica dos fluidos computacional (computational fluid dynamics - CFD) à modelagem de incêndio e propagação da radiação térmica emitida pelo mesmo. Utilizando-se o programa de CFD para modelagem de incêndio Fire Dynamics Simulator (FDS), são realizadas modelagens e simulações de incêndios em poça de combustível em tanque, e em bacia de contenção. São encontradas as distâncias atingidas pelos níveis de intensidade de radiação térmica de interesse e avaliada a aplicação de CFD para o estudo da radiação térmica emitida por incêndios em poça.
Abstract: The storage of flammable products and fuels is a common activity and widely used in several locations such as fuel terminals, carrier bases, bus garages, industrial and petrochemical plants, chemical and petrochemical industries, refineries and industries in general. This type of activity is related to the production, distribution, supply or consumption of flammable products and fuels. The storage of liquid fuels in large, médium and small quantities in tanks at atmospheric pressure can be highlighted. This storage takes place in facilities that depending on their size, may be located in industrial areas such as large petrochemical plants or mixed use areas between companies and homes such as carrier bases and bus garages. Storing flammable liquids and volatile fuels at environmental temperature offers the risk of fire causing accidents due to leakage of the inventory contained in tanks. The types of fires that can occur due to this leak are pool fire, cloud fire and fireball. The occurrence of fire has among its physical consequences the emission of thermal radiation that can cause injury or even death to people affected. Given this fact, the storage activity of flammable substances and volatile fuels at environmental temperature is classified as a hazardous activity, where, according to the considered risk level, it is necessary to evaluate the consequences of thermal radiation emitted by a possible fire scenario. Nowadays, risk analysis studies conducted for fire assessment generally use so-called semi-empirical modeling. In these models fire is usually modeled as a solid and simplified correlations and equations are employed to find the distances corresponding to the thermal radiation levels of interest and thus determine the safe distance between sensitive receivers (homes, schools, gyms, hospitals, etc.) and the location of the possible fire scenario. This dissertation analyzes the application of computational fluid dynamics (CFD) to fire modeling and propagation of thermal radiation emitted by it. Using the CFD program to fire modeling Fire Dynamics Simulator (FDS), fuel pool fire modeling and simulations in tank and containment basin are performed. Distances reached by the levels of thermal radiation intensities of interest are found and the application of CFD for the study of thermal radiation emitted by pool fires is evaluated.
Palavras-chave: Mechanical engineering
Computational fluid dynamics
Fires
Radiation
Simulation methods
Engenharia mecânica
Fluidodinâmica computacional
Incêndios
Radiação
Métodos de simulação
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Citação: SILVA, Marcelo André Cordeiro da. Dinâmica dos fluidos computacional aplicada a modelagem de incêndio e radiação térmica. 2019. 155 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17953
Data de defesa: 19-Dez-2019
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Mecânica

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