Tese: Modelagem matemática de derrames criogênicos e de incêndios em poça no transporte marítimo de gás natural liquefeito (GNL)
Aluno(a) : Alan da Silva EstevesOrientador(a): José A. Parise
Área de Concentração: Termociências
Data: 06/07/2010
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=16726@1
Resumo: Gás Natural Liquefeito (GNL) vem sendo transportado desde 1959 em navios metaneiros (carriers), que sío o elo essencial na movimentação do GNL entre as locações da produção e consumo por todo o globo. A indústria de GNL enfrenta atualmente desafios para obter aprovação de novos terminais de recebimento e exportação, face às conseqüências de acidentes catastróficos, associados ao transporte marítimo e a potenciais atos de terrorismo. O presente trabalho apresenta modelagens para: (i) mecânica do derrame e espalhamento de fluido criogênico no mar, decorrente de punção no casco desses vasos, e (ii) subseqüente incêndio de difusío turbulenta. Nío foram encontradas evidências de que os temas, espalhamento criogênico e incêndio da poça, tivessem sido tratados em único trabalho. Essa lacuna foi identificada, e os assuntos foram acoplados de forma inédita e implementados em dois códigos computacionais dedicados. O derrame seguido de espalhamento é modelado com formulação integral conservativa, tendo como parâmetros de interesse a área do rasgo área máxima da poça derramada e tempos de descarga e vaporização do criogênico no mar. O escoamento foi modelado com rasgos de 1 a 100 m² coerentes com a indústria de GNL, formando poças semicirculares. A modelagem da pluma térmica contempla poças circulares com diâmetro variando entre 10 e 500 m, bem como zonas de combustío e intermitência da pluma térmica. Provê esquema consistente e robusto para o desenvolvimento de parâmetros adimensionalizados de escala, possibilitando correlacionar e extrapolar o comprimento da pluma visível, com a inclinação da mesma, com o poder emissivo de sua superfície e a vazío mássica de vaporização do combustível criogênico na poça. Avalia também: (i) a variação axial do poder emissivo com a altura da pluma visível, (ii) a queima do combustível ao longo da zona ‘luminosa’ (base do incêndio), e (iii) o transporte de radiação térmica emitida por gases cinza e partículas de fuligem na zona de combustío, considerando a emissío e absorção nas regiões oticamente fina e espessa da pluma térmica.