Desenvolvimento e avaliação de metamodelos para cálculo de extensão de atmosfera explosiva em áreas classificadas.

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: NASCIMENTO, Claudemi Alves.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Classificação de área de risco; Liberações fugitivas; CFD; Metamodelagem; Hazardous area classification; Fugitive releases; Metamodeling; Engenharia Química
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/22613

Predições de extensões perigosas que asseguram a segurança de um processo enquanto evitam superestimação tem sido um enorme desafio dentro de classificação de áreas de risco. Cenários específicos de liberação podem ser considerados para construir metamodelos capazes de prever rápida e precisamente extensões perigosas. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo propor um modelo para cálculo de extensão perigosa em atmosferas inflamáveis a partir da construção e validação de diferentes metamodelos. Considerando vazamentos de gás em ambiente aberto e sem obstruções, variandose os fatores pressão e t emperatura no reservatório, diâmetro de orifício, massa mo lar, velocidade do v ento e limite in ferior d e in flamabilidade. D iferentes técnicas f oram utilizadas p ara obtenção d os metamodelos como regressão l inear simples, modelagem Kriging, e um modelo de interpolação baseado em média harmônica ponderada. Todos os m odelos foram c onstruídos c om d ados obt idos a pa rtir d e s imulações ut ilizando fluidodinâmica c omputacional (CFD). O modelo d e r egressão simples foi combinado a um modelo de decaimento de velocidade axial através de um algoritmo com o objetivo de reduzir erros de predição devido ao efeito não monotônico do vento. O algoritmo sugerido, chamado de modelo empírico modificado, calculou valores de extensão perigosa com a maior precisão dentre todos os modelos, com um coeficiente de determinação (R2) igual a 0,9842 e uma raiz do erro quadrado médio (RMSE) de 0,0151, para um conjunto de 600 casos de vazamentos de gases ge néricos. O m odelo e mpírico m odificado f oi também va lidado para 60 caso s d e vazamento de hidrogênio, resultando em um R2 de 0,9829 e um RMSE de 0,0680. Um estudo de caso contendo diferentes cenários de liberação foi realizado, comparando o modelo empírico modificado a modelos analíticos presentes na literatura e com a norma IEC 60079101 (2020). O m odelo empírico m odificado a presentou os melhores r esultados qu ando c omparado a os demais modelos, refletindo por sua vez evidência suficiente acerca de sua capacidade precisa de prever extensões perigosas.