Implementación de modelos de producción hollín para simulaciones de incendio en FDS
Los incendios constituyen cerca del 66% de los escenarios accidentales en la industria de procesos. Con el ánimo de prevenirlos y minimizar las pérdidas que estos ocasionan, ha emergido una nueva disciplina denominada ingeniería contra incendios. Esta es la aplicación de los principios físicos y de...
- Autores:
-
Mariño Sánchez, Oscar Andrés
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2016
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/13253
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/13253
- Palabra clave:
- Ingeniería de combustión - Investigaciones
Radiación - Investigaciones - Métodos de simulación
Incendios - Investigaciones - Métodos de simulación
Ingeniería
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- openAccess
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Los incendios constituyen cerca del 66% de los escenarios accidentales en la industria de procesos. Con el ánimo de prevenirlos y minimizar las pérdidas que estos ocasionan, ha emergido una nueva disciplina denominada ingeniería contra incendios. Esta es la aplicación de los principios físicos y de la ingeniería, con el ánimo de proteger la integridad de las personas, el medio ambiente y la infraestructura. La dinámica de incendios es compleja, dado el alto número de reacciones involucradas y la interrelación entre los fenómenos de transferencia de calor, la dinámica de fluidos, los procesos de propagación del incendio y la geometría de los compartimientos. Los principales simuladores comercialmente disponibles simplifican esta complejidad y no incorporan modelos que incluyan la generación de hollín. Al no incluir este compuesto en los procesos de simulación, se dejan de lado importantes interacciones relacionadas con la transferencia de calor por radiación, la propagación del incendio y la evaluación del efecto tóxico. En este trabajo se incorporan dos modelos de hollín semi-empíricos en el software Fire Dynamics Simulator (FDS), los cuales involucran la formación y la oxidación de este compuesto. Se comparan valores de fracción volumétrica de hollín y temperatura simulados con datos experimentales, encontrando una buena capacidad de predicción. Para los casos turbulentos de mayor escala se propone un factor corrección de las variables locales en función del tamaño de malla, logrando modelar de forma adecuada la cantidad de hollín generada. |
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La dinámica de incendios es compleja, dado el alto número de reacciones involucradas y la interrelación entre los fenómenos de transferencia de calor, la dinámica de fluidos, los procesos de propagación del incendio y la geometría de los compartimientos. Los principales simuladores comercialmente disponibles simplifican esta complejidad y no incorporan modelos que incluyan la generación de hollín. Al no incluir este compuesto en los procesos de simulación, se dejan de lado importantes interacciones relacionadas con la transferencia de calor por radiación, la propagación del incendio y la evaluación del efecto tóxico. En este trabajo se incorporan dos modelos de hollín semi-empíricos en el software Fire Dynamics Simulator (FDS), los cuales involucran la formación y la oxidación de este compuesto. Se comparan valores de fracción volumétrica de hollín y temperatura simulados con datos experimentales, encontrando una buena capacidad de predicción. Para los casos turbulentos de mayor escala se propone un factor corrección de las variables locales en función del tamaño de malla, logrando modelar de forma adecuada la cantidad de hollín generada.Fire scenarios represent about 65% of the major accidents in the process industry. With the aim of preventing and minimizing the losses of these accidents, fire protection engineering has emerged as a new discipline, which is the application of physics and engineering principles, with the objective of preserving the integrity of people, environment and infrastructure. Fire dynamics are complex, due to the number of chemical reactions involved and the interaction between heat transfer phenomena, fluid dynamics, fire propagation and the geometry of compartments. The principal commercially available simulation tools simplify this complexity, leaving aside the incorporation of soot production models. By not to including this compound in the simulations processes, the interactions of radiation heat transfer, fire propagation and toxic evaluations are neglected. In this work two semi-empirical soot models are incorporated in the software Fire Dynamics Simulator (FDS), which involve the formation and oxidation of this compound. The study case proposed is based on the Santoro's ethylene laminar concurrent flame, made in 1983 and Xin's ethylene turbulent flame made in 2005. Values of soot volume fraction and flame temperature are compared, finding a good predictability capacity. For the bigger turbulent scenarios, correction factor for the local variables is proposed as a function of the cell size, achieving a good modeling of the amount of soat generated.Magíster en Ingeniería QuímicaMaestría18 hojasapplication/pdfspaUniandesMaestría en Ingeniería QuímicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Químicainstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaImplementación de modelos de producción hollín para simulaciones de incendio en FDSTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMIngeniería de combustión - InvestigacionesRadiación - Investigaciones - Métodos de simulaciónIncendios - Investigaciones - Métodos de simulaciónIngenieríaPublicationhttps://scholar.google.es/citations?user=ktoFvDIAAAAJvirtual::15574-10000-0001-5045-1713virtual::15574-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000104000virtual::15574-1845be311-49a0-4724-abf5-44c1c7160f37virtual::15574-1845be311-49a0-4724-abf5-44c1c7160f37virtual::15574-1ORIGINALu721740.pdfapplication/pdf1257413https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/e745fc84-43aa-455e-9ec5-a0ebec013f04/download9741305c43b98667958745f4d5c86e29MD51TEXTu721740.pdf.txtu721740.pdf.txtExtracted texttext/plain77680https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/7346198f-1b33-41bb-a1c3-bde0d7c1747c/download1b19bd2116154f4060e3e81387242ee8MD54THUMBNAILu721740.pdf.jpgu721740.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg35741https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/8109f94e-d889-4091-a9db-a882af2c23be/download889696cde2c2163fea586b0855f7a2caMD551992/13253oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/132532024-03-13 15:29:56.098http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |