dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5872166081552556 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
ALVES, José Jailson Nicácio. |
|
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7986759552135066 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
PEREIRA NETO, Antônio Tavernard. |
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dc.contributor.referee1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5201054610951483 |
pt_BR |
dc.contributor.referee2 |
OLIVEIRA, Talles Caio Linhares de. |
|
dc.contributor.referee2Lattes |
http://lattes.cnpq.br/0098804855877955 |
pt_BR |
dc.contributor.referee3 |
SOUZA, Andrey Oliveira de. |
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dc.contributor.referee3Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4289620474946265 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Predições de extensões perigosas que asseguram a segurança de um processo enquanto evitam
superestimação tem sido um enorme desafio dentro de classificação de áreas de risco. Cenários
específicos de liberação podem ser considerados para construir metamodelos capazes de prever
rápida e precisamente extensões perigosas. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo propor
um modelo para cálculo de extensão perigosa em atmosferas inflamáveis a partir da construção
e validação de diferentes metamodelos. Considerando vazamentos de gás em ambiente aberto
e sem obstruções, variandose
os fatores pressão e t emperatura no reservatório, diâmetro de
orifício, massa mo lar, velocidade do v ento e limite in ferior d e in flamabilidade. D iferentes
técnicas f oram utilizadas p ara obtenção d os metamodelos como regressão l inear simples,
modelagem Kriging, e um modelo de interpolação baseado em média harmônica ponderada.
Todos os m odelos foram c onstruídos c om d ados obt idos a pa rtir d e s imulações ut ilizando
fluidodinâmica c omputacional (CFD). O modelo d e r egressão simples foi combinado a um
modelo de decaimento de velocidade axial através de um algoritmo com o objetivo de reduzir
erros de predição devido ao efeito não monotônico do vento. O algoritmo sugerido, chamado
de modelo empírico modificado, calculou valores de extensão perigosa com a maior precisão
dentre todos os modelos, com um coeficiente de determinação (R2) igual a 0,9842 e uma raiz
do erro quadrado médio (RMSE) de 0,0151, para um conjunto de 600 casos de vazamentos de
gases ge néricos. O m odelo e mpírico m odificado f oi também va lidado para 60 caso s d e
vazamento de hidrogênio, resultando em um R2 de 0,9829 e um RMSE de 0,0680. Um estudo
de caso contendo diferentes cenários de liberação foi realizado, comparando o modelo empírico
modificado a modelos analíticos presentes na literatura e com a norma IEC 60079101
(2020).
O m odelo empírico m odificado a presentou os melhores r esultados qu ando c omparado a os
demais modelos, refletindo por sua vez evidência suficiente acerca de sua capacidade precisa
de prever extensões perigosas. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Química |
pt_BR |
dc.title |
Desenvolvimento e avaliação de metamodelos para cálculo de extensão de atmosfera explosiva em áreas classificadas. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2021-11-16 |
|
dc.description.abstract |
Hazardous extent predictions that ensure process safety while avoiding overprediction has been
an enormous challenge for hazardous area classification. Specific scenarios can be addressed
to build metamodels capable of predict rapidly and accurately hazardous extent. Therefore, this
work aims t o propose a model to predict h azardous e xtent in fla mmable a tmospheres b y
metamodeling construction and validation. Considering gas leakages in an open environment
and without obstructions, varying the factors storage pressure and temperature, orifice diameter,
molar mass, wind velocity and lower explosive limit. Different techniques were used to obtain
the metamodel, a s s imple l inear r egression, K riging mo delling, a nd a n interpolation mo del
based on w eighted harmonic mean. Every metamodel was built by u sing data obtained from
Computational F luid D ynamics (CFD) s imulation. T he s imple linear regression model w as
coupled with an axial decay velocity model using an algorithm to avoid the prediction errors
due to the nonmonotonic
wind effects. The suggested algorithm, called by modified empirical
model, calculated the hazardous extent value with a coefficient of determination (R2) equals to
0,9842 and a Root Mean Square Error (RMSE) of 0,0151 for a dataset of 600 cases of generic
gases release. The proposed model was also validated for 60 cases of hydrogen release, giving
a R2 equal to 0,9829 a nd a RMSE of 0,0680. A c ase o f s tudy c onsidering different r elease
scenarios was done, comparing the modified empirical model against analytical models and
with the IEC 60079101
(2020). The modified empirical model showed the best results when
compared with the other models, reflecting enough evidence to support the model accuracy in
predict hazardous extent. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/22613 |
|
dc.date.accessioned |
2021-12-18T18:53:01Z |
|
dc.date.available |
2021-12-18 |
|
dc.date.available |
2021-12-18T18:53:01Z |
|
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.subject |
Classificação de área de risco |
pt_BR |
dc.subject |
Liberações fugitivas |
pt_BR |
dc.subject |
CFD |
pt_BR |
dc.subject |
Metamodelagem |
pt_BR |
dc.subject |
Hazardous area classification |
pt_BR |
dc.subject |
Fugitive releases |
pt_BR |
dc.subject |
Metamodeling |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
NASCIMENTO, Claudemi Alves. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.description.sponsorship |
Capes |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
NASCIMENTO, Claudemi Alves. Desenvolvimento e avaliação de metamodelos para cálculo de extensão de atmosfera explosiva em áreas classificadas. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021. |
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