CFD Simulation of BLEVE explosions using OpenFOAM
Aquest treball avalua la capacitat d'OpenFOAM per simular explosions associades a l’expansió del vapor de líquids en ebullició (BLEVEs), centrant-se principalment en la despressurització ràpida. Primer, es realitza una revisió extensa del modelatge de la BLEVE amb dos enfocaments: el modelatge...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/419976 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/419976 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Chemical plants--Safety measures Pressure vessels --Safety measures Explosions - Prevention BLEVE CFD OpenFOAM Explosion Overpressure Fàbriques de productes químics -- Mesures de seguretat Aparells a pressió -- Mesures de seguretat Explosions -- Prevenció Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Indústria dels processos químics |
| Sumario: | Aquest treball avalua la capacitat d'OpenFOAM per simular explosions associades a l’expansió del vapor de líquids en ebullició (BLEVEs), centrant-se principalment en la despressurització ràpida. Primer, es realitza una revisió extensa del modelatge de la BLEVE amb dos enfocaments: el modelatge de dues zones i la Dinàmica de Fluids Computacional (CFD). La revisió examina suposicions i tècniques utilitzades, destacant la progressió de les eines CFD cap a simulacions més precises i eficients. Degut a la manca d'estudis de simulació CFD de BLEVEs, una anàlisi detallada dels fenòmens relacionats ha permès estudiar un conjunt de simulacions similars utilitzant OpenFOAM. S'ha creat un marc robust per seleccionar els solucionadors adequats per a cada etapa de la BLEVE. Una avaluació exploratòria de diversos solucionadors ha identificat tres recomanats per a l'ebullició, la ruptura del tanc i l'explosió. Posteriorment, es modela la subetapa de despressurització ràpida i expansió del vapor amb el solucionador reactingFoam modificat. Aquesta subetapa, caracteritzada per un ràpid alliberament de vapor i líquid comprimit a l'atmosfera, genera una ona de sobrepressió significativa. Experiments anteriors han servit de referència per validar aquestes simulacions, adaptades per excloure la combustió i centrar-se en els efectes mecànics. Els resultats, limitats pels recursos computacionals, són prometedors però revelen la necessitat de personalitzar més el solucionador per millorar-ne la precisió. Les capacitats d'OpenFOAM són robustes, però millores en el refinament de la malla i el modelatge avançat de la turbulència són essencials per capturar amb precisió la complexa dinàmica d'aquesta subetapa. Aquest estudi estableix un marc integral per a les anàlisis de la BLEVE amb OpenFOAM, destacant-ne els punts forts i les àrees a millorar. |
|---|