SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE FLUXOS DE CALOR RECEBIDOS EM VESTUÁRIO DE PROTEÇÃO DE BOMBEIRO
Revista FLAMMAE
SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE FLUXOS DE CALOR RECEBIDOS EM VESTUÁRIO DE PROTEÇÃO DE BOMBEIRO
Autor Correspondente: Paulo A. G. Piloto | [email protected]
Palavras-chave: Vestuário de bombeiro; Fluxo de calor; Ventilação mecânica; Incêndio generalizado.
Resumos Cadastrados
Resumo Português:
Neste estudo é apresentada uma simulação numérica para determinar o fluxo térmico recebido pelo vestuário de proteção individual utilizado pelos bombeiros. O estudo é centrado no impacto das condições de ventilação dos compartimentos nos fluxos incidentes que atingem a superfície exterior do equipamento de proteção individual (EPI). É apresentada uma simulação de transferência de calor por radiação e por convecção para um compartimento com geometria definida a três dimensões, constituído por uma porta, uma janela e sujeito a uma fonte de calor localizada, caracterizado por uma taxa estacionária de liberação de calor (HRR) durante um tempo de exposição prescrito. É considerada uma restrição aditiva no limiar da fração mássica de oxigênio responsável pela extinção da chama. A camada exterior do vestuário de proteção é modelada como um meio sólido, com sensores posicionadas no peito (F - front) e atrás do peito (R-rear). O caso apresentado corresponde a uma situação em que a temperatura exterior do vestuário proteção e a do ar fresco adjacente ao corpo do bombeiro são mantidas a 25 °C. Apesar da importância dos dispositivos de ventilação mecânica para eliminação do fumo e atenuação da temperatura, são determinados valores críticos para os caudais de ventilação que podem levar a enormes fluxos de calor, revelando a aparição de situações de ignição instantânea de combustão incompleta (FOV).
Resumo Inglês:
The present study is a numerical attempt for the prediction of the incoming thermal flux on a firefighter protective clothing. The study focuses on ventilation conditions impact on the incident fluxes reaching the external garment’s face. A radiative and convective transfer modelling is considered for a 3D geometry compartment, equipped with a door, a window and subject to a localized fire, with stationary heat release rate (HRR) during a prescribed exposure time. An additive constraint on oxygen mass fraction threshold is considered to account for flame extinction. The outer layer of the protective garment is modelled as a solid medium, featuring both front (chest F) and rear (back R) sensors. The baseline case corresponds to a situation where the external temperature of the protective clothing and that of the fresh air adjacent to the firefighter's body are maintained at 25 °C. Despite the importance of mechanical ventilation devices in smoke clearance and temperature attenuation, critical values for ventilation flow rates may lead to tremendous heat fluxes revealing the existence of backdraft situations.
