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Título: Simulação numérica do espalhamento de chama sobre a superfície de combustíveis sólidos espessos imposto a um escoamento concorrente
Título(s) alternativo(s): Numerical simulation of flame spread over thick solid fuels in a concurrent flow enviroment
Autor(es): Trentin, Marcos da Rosa
Orientador(es): Dalmas, Sergio
Palavras-chave: Chama (Combustão)
Combustíveis
Sólidos
Flame
Fuel
Solids
Data do documento: 27-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Guarapuava
Referência: TRENTIN, Marcos da Rosa. Simulação numérica do espalhamento de chama sobre a superfície de combustíveis sólidos espessos imposto a um escoamento concorrente. 2017. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2017.
Resumo: Neste trabalho será desenvolvido um código computacional para a solução de um modelo matemático já existente de espalhamento de chama sobre um combustível sólido espesso imposto a escoamento concorrente que consiste num sistema de equações diferenciais parciais bidimensionais transitórias, onde a combustão é modelada pela cinética de taxa finita e a reação de pirolise é modelada pela lei de Arrhenius como uma reação de superfície. A importância do estudo da propagação de chama sobre a superfície de combustíveis sólidos consiste, principalmente, em preocupações na segurança contra incêndios. Com os resultados obtidos do código computacional, será possível observar fenômenos presentes nos processos reais de espalhamento de chama tais como: a estrutura detalhada da chama, ignição, crescimento da chama, formação da pluma de combustão, pluma térmica, região de vaporização, aquecimento de regiões não queimadas devido à condução e advecção de calor da chama, fluxo de vapor etc. Além disto, o código permitirá a variação de vários parâmetros tais como materiais do sólido, concentração de oxigênio e velocidade do escoamento, assim é possível verificar as influências destes parâmetros na formação, crescimento e propagação da chama. Porém, este não é o principal objetivo do trabalho, sendo isto deixado para possíveis trabalhos futuros.
Abstract: In this work an algorithm will be developed to obtain the solution of an already existent mathematical model of flame spread over thick solid fuels in a concurrent flow environment. The mathematical model consists in a system of unsteady twodimensional differential partial equations, where the combustion is modeled by finite rate kinects and the pyrolysis reaction is modeled by Arrhenius law as a superficial reaction. The main purpose of studying the flame spread over solid fuels consists, mainly, in fire safety concerns. The solution obtained by the algorithm will allow us to observe the phenomena that is present in the real process of flame spread as: detailed flame structure, ignition, flame growth, formation of the combustion plume, thermal plume, the vaporization region, heating of the unburned regions due to the conduction and advection of heat in the flame, vapor flux etc. Besides, the algorithm will allow the variation of several parameters as the solid materials, oxygen concentration and flow speed, so it is possible to verify the influence of these parameters in the formation, growth and spread of the flame. Despite this it is not the main aim of this work, letting this for possible future works.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8779
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