Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27701
Title: Contribuições para a classificação de áreas devido a liberação bifásica de inflamáveis via fluidodinâmica computacional.
Other Titles: Contributions to the classification of areas due to biphasic release of flammables via computational fluid dynamics.
???metadata.dc.creator???: OLIVEIRA, Talles Caio Linhares de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ALVES, José Jaílson Nicácio.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: PEREIRA NETO, Antonio Tavernard.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SILVA, Sidinei Kleber da.
???metadata.dc.contributor.referee2???: VIEIRA, Fernando Fernandes da.
???metadata.dc.contributor.referee3???: ANDRADE, Tony Herbert Freire de.
???metadata.dc.contributor.referee4???: FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.
Keywords: Engenharia química;Análise de risco;Segurança de processos;Modelagem spray;Gases Liquefeitos;Atmosfera explosiva;Chemical engineering;Risk analysis;Process safety;Spray modeling;Liquefied Gases;Explosive atmosphere
Issue Date: 21-Sep-2018
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: OLIVEIRA, Talles Caio Linhares de. Contribuições para a classificação de áreas devido a liberação bifásica de inflamáveis via fluidodinâmica computacional. 2018. 151 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Química), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27701
???metadata.dc.description.resumo???: Industrialmente gases inflamáveis são armazenados e transportados sob a forma de líquido pressurizado. A ocorrência de vazamentos de gases liquefeitos inflamáveis pressurizados em vasos ou tubos pode causar uma liberação bifásica contendo uma mistura inflamável constituída de gotas líquidas e vapor, portanto o estudo deste tipo de liberação é de fundamental importância para a classificação de áreas. A mais importante norma (IEC 60079-10-1) utilizada para classificação de áreas não aborda casos onde a liberação de gases liquefeitos é de natureza bifásica, porém recomenda o uso de fluidodinâmica computacional (CFD) para essas situações. No presente trabalho um modelo em CFD foi definido para a classificação de áreas onde possíveis liberações de gases liquefeitos possam ocorrer, para isso utilizou-se o software comercial Ansys® CFX 16.1. Um estudo detalhado da liberação do jato bifásico inflamável é conduzido utilizando propano e gás liquefeito do petróleo (GLP). Os resultados mostraram que em média, para a maioria dos casos simulados, as extensões das áreas classificadas apresentadas nas normas são maiores que as obtidas pelo modelo, resultando em um sobredimensionamento da área classificada para a maioria dos casos analisados. A influência do vento foi analisada, onde constatou-se que um aumento gradativo da intensidade do vento no mesmo sentido da liberação contribui para um aumento na extensão e uma redução no volume da atmosfera explosiva. Para baixas velocidades de ventos e direção oposta ao vazamento foi constatado um aumento na extensão e volume da atmosfera explosiva. As simulações conduzidas com inerte confirmaram a eficácia do processo de inertização para redução da área de risco. A partir do modelo fluidodinâmico foi possível propor uma equação para a determinação da extensão da atmosfera explosiva, proporcionando uma resposta rápida e precisa, eliminando assim o elevado custo computacional requerido pelo modelo em CFD. Os resultados obtidos com o presente modelo numérico estão em concordância com dados experimentais.
Abstract: Industrially, flammable gases are stored and transported in the form of pressurized liquid. The occurrence of leaks from pressurized flammable liquids in vessels or pipes may cause a two-phase release containing a mixture of liquid droplets and vapour of flammable substances, therefore the study of this type of release of fundamental importance for the hazardous areas classification. The most important standard used for classification of areas does not address cases where the release of liquefied gases is two-phase nature but recommends the use of computational fluid dynamics (CFD) for these situations. In the present work, a CFD model was defined to hazardous areas classification where possible releases of liquefied gases can occur, for which the commercial software Ansys® CFX 16.1 was used. A detailed study of the release of the flammable two-phase jet was conducted using propane and liquefied petroleum gas (LPG). The results showed that on average for most simulated cases the extensions of the classified areas presented in the standards are larger than those obtained by the model, resulting in oversizing of the hazardous area for most of the cases analyzed. The influence of the wind was analyzed, where it was verified that a gradual increase of the wind intensity in the same direction of the release contributes to an increase in the extension and a reduction in the volume of the explosive atmosphere. For low wind velocity and opposite direction to the leak, an increase in the extent and volume of the explosive atmosphere was observed. The simulations conducted in CFD with inert confirmed the effectiveness of the process of inertization to reduce the hazardous area. Using the fluid dynamics model it was possible to propose an equation to determine the extent of the explosive atmosphere, providing a fast and accurate response, thus eliminating the high computational cost required by the CFD. The numerical model results agree with available experimental results.
Keywords: Engenharia química
Análise de risco
Segurança de processos
Modelagem spray
Gases Liquefeitos
Atmosfera explosiva
Chemical engineering
Risk analysis
Process safety
Spray modeling
Liquefied Gases
Explosive atmosphere
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27701
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
TALLES CAIO LINHARES DE OLIVEIRA - TESE PPGEQ 2018.pdfTalles Caio Linhares de Oliveira - Tese PPGEQ 20183.25 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.