Estudo numérico do escoamento de gases por uma abertura durante um incêndio em ambiente conjugado

Abstract

Um dos principais riscos para as vítimas de incêndios em ambientes fechados é a intoxicação pela fumaça resultante da combustão. Um melhor conhecimento do comportamento do escoamento dos fluidos envolvidos neste tipo de incêndio motiva o presente trabalho, onde aplicou-se um estudo numérico utilizando dinâmica de fluidos computacional a um modelo de ambiente conjugado com duas salas interligadas por uma abertura, objetivando principalmente a análise da vazão mássica em regime permanente por essa abertura. Utilizou-se como ferramenta para solução do modelo numérico o software Fire Dynamics Simulator baseado na metodologia de simulação de grandes escalas, um código para solução de escoamentos induzidos por fogo. Três casos foram estudados para comparação de resultados e observou-se a representatividade os dados experimentais pela simulação. Os dados da simulação também foram comparados com resultados calculados através de correlações empíricas que relacionam a vazão com o campo de temperaturas nas salas e a geometria da abertura, concluindo-se que as correlações podem ser boas ferramentas desde que observadas as incertezas associadas.

Among compartment fire risks, intoxication by combustion gases is one of the most important to be understood. The better understanding of the fluid flow on this kind of fire is the motivation for this study, where a CFD numerical analysis is applied to a twin room ambient model consisting of two rooms connected by an opening, the main goal is the evaluation of the steady state mass flow through the opening. The chosen simulation tool is a Large Eddy Simulation based fire driven flow model known as Fire Dynamics Simulator or FDS. A total of three cases were analyzed to further results comparison and the simulation outputs predicted the experimental data. The simulation data were further compared with results evaluated by correlation equations based on room temperatures field and opening geometry, concluding that the correlation equations are a powerful tool when applied regarding the associated uncertainties.