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Stima del fabbisogno d'aria, dell'altezza di fiamma e del carico di radiazioni dei brillamenti a basso profilo

Scritto da Marriott Waikoloa | 22 ottobre 2007

ISIS-3D Commenti generali

  • Basato sulla fluidodinamica computazionale con trasferimento di calore radiativo e chimica della combustione.
  • Il modello collegato รจ in grado di simulare oggetti complessi e tridimensionali inghiottiti dal fuoco.
  • Fornire stime ragionevolmente accurate del trasferimento totale di calore agli oggetti da parte di incendi di grandi dimensioni.
  • Prevedere le caratteristiche generali della distribuzione della temperatura nell'oggetto
  • Valutazione accurata dell'impatto di vari scenari di rischio (vento, % di copertura delle fiamme, fatica termica per una determinata geometria, ecc.)
  • Requisiti ragionevoli di tempo di CPU su una workstation LINUX desktop "standard".

 

Approccio alla modellazione dei campi di flare completi

  • Modello Test bruciatore singolo
    • Eseguire i test di calibrazione
    • Calibrazione della resa di fuliggine e dei parametri di reazione per il carburante di prova
    • Prevedere la forma e le dimensioni della fiamma
  • Modello Test multi-bruciatore
    • Esecuzione di test di calibrazione delle radiazioni
    • Controllare la distanza tra punta e fila
    • Prevedere la forma e le dimensioni della fiamma
  • Modello Campo pieno di bagliori
    • Utilizzare modelli calibrati di resa e radiazione della fuliggine
    • Prevedere le prestazioni della torcia (produzione di fumo/domanda d'aria)
    • Prevedere il carico di radiazioni su una recinzione eolica

Conclusioni

  • Modello ISIS-3D:
    • Il modello a singolo bruciatore ha utilizzato 110.000 celle
    • Il modello a tre bruciatori ha utilizzato 188.000 celle
    • Il modello a tutto campo ha utilizzato 700.000 cellule (flusso sostenuto)
    • 1.200.000 celle (flusso di picco)
    • Chimica della combustione per propano, etilene e gas misti
  • Forma/dimensione della fiamma modellata per 3 combustibili per i test a bruciatore singolo e a tre bruciatori
  • Le previsioni sono state confrontate con i dati di 12 test (2 dimensioni di punte, 3 pressioni operative, 2 posizioni di campionamento delle radiazioni)
  • Stime "ragionevoli" del trasferimento di calore per irraggiamento e del fabbisogno d'aria per una torcia a basso profilo
    • I rapporti aria/combustibile variano da 28 a 47 per il test a 3 bruciatori e da 37 (caso di flusso di picco) a 51 (caso di flusso sostenuto).
  • Modello di brillamento calibrato applicato al campo di brillamento completo per stimare:
    • Fabbisogno d'aria per una determinata distanza punta/fila
    • Carico di radiazione sulla barriera frangivento per i casi di portata nominale e di picco
    • Altezza di fiamma prevista e produzione di fumo per i casi di flusso nominale e di picco
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