Orientador: Sávio Souza Venâncio Vianna

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo matemático capaz de prever o tamanho de nuvem de gás inflamável formada em uma típica plataforma de petróleo considerando condições reais de ventilação e de operação de uma planta de processo. Para tanto, foi realizado um estudo de...

Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo matemático capaz de prever o tamanho de nuvem de gás inflamável formada em uma típica plataforma de petróleo considerando condições reais de ventilação e de operação de uma planta de processo. Para tanto, foi realizado um estudo de dispersão de gás inflamável (gás natural) na plataforma em questão utilizando Fluidodinâmica Computacional (CFD). Os resultados deste estudo de dispersão serviram como base para a construção do modelo matemático utilizando Metodologia de Superfície de Resposta. Tal modelo permite o cálculo do tamanho de nuvem de gás inflamável no ambiente estudado usando duas variáveis principais: a taxa não-dimensional de vazamento (que contabiliza a relação entre a taxa de vazamento de gás e a taxa de ventilação na plataforma) e a direção adimensional de vazamento (que computa a relação entre as direções de vazamento de gás e do vento). O modelo desenvolvido mostrou-se eficaz, pois foi capaz de prever com considerável grau de confiabilidade os tamanhos de nuvem de gás inflamável quando comparados aos valores fornecidos por simulações com CFD

Abstract: This work proposes the development of a mathematical correlation for prediction of flammable gas cloud size in a typical offshore module. Real conditions regarding the ventilation and process plant operation were considered. A dispersion study of natural gas release in the module was...

Abstract: This work proposes the development of a mathematical correlation for prediction of flammable gas cloud size in a typical offshore module. Real conditions regarding the ventilation and process plant operation were considered. A dispersion study of natural gas release in the module was conducted using Computational Fluid Dynamics (CFD) and the state of art as far as the gas dispersion modelling is concerned. A mathematical model was built based on the numerical results and Response Surface Methodology (RSM). The approach comprises into a single mathematical model the most relevant independent variables. The response surface curves calculate the flammable gas cloud volume as a function of the non-dimensional leak rate (that concerns the ventilation and the gas release rate) and the non-dimensional leak direction (which comprises the wind direction and the leak direction). The developed model had proved to be effective. It was able to predict flammable gas volume and good agreement with CFD results was observed