El presente trabajo consiste en el estudio, por medio de simulación numérica usando el
código FDS (Fire Dynamics Simulator), del fenómeno de difusión y convección desde una
fuente de calor al interior de un túnel vial, provisto de un sistema de confinamiento celular
con cortinas de aire doble jet - doble flujo. El trabajo se enmarca en el proyecto FONDECYT
Nº1085015, que apunta a la caracterización experimental y numérica de los fenómenos de
transporte de calor, de momentum y de masa, a través de un dispositivo de cortinas de aire
doble jet – doble flujo.
Este estudio se motivó por la importancia de definir las condiciones óptimas de
operación de este tipo de sistemas de confinamiento; por el creciente uso de programas
de cálculo numérico; y por el creciente interés en el desarrollo de sistemas de ventilación y
confinamiento de gases de combustión al interior de túneles viales.
Las simulaciones numéricas se llevaron a cabo utilizando el código FDS, con el fin de
familiarizarse con el uso del código en esta situación. Este software implementa el modelo
de turbulencia LES (Large Eddy Simulation), que calcula directamente las vorticidades de
gran escala, que tienen mayor influencia en el transporte de energía y de masa, y las de
menor escala son filtradas, modelándose su efecto disipativo.
Se simularon dos casos, los cuales se definieron de manera de hacerlos comparables
con resultados experimentales disponibles. Los resultados muestran que FDS predice
un comportamiento de la doble cortina de aire similar al observado experimentalmente,
tanto para los perfiles de velocidad como para los gradientes de temperatura. Además se
evidencia la naturaleza plana de las cortinas de aire, al compararse los perfiles en distintas
secciones del túnel. También muestran que el incluir los ductos de ventilación en el modelo
a simular no tiene gran impacto sobre la dinámica de las cortinas de aire en el túnel.
Se concluye que FDS predice de buena manera la capacidad confinatoria de las
cortinas de aire confirmándose esto por resultados experimentales disponibles. Las cortinas
de aires son capaces de confinar en la medida que ambos jets de cada cortina no se hayan
fusionado en uno solo. Una vez que se fusionan en un jet único, el gradiente de temperatura
disminuye notablemente. Sin embargo, la diferencia entre los resultados numéricos con
experimentales indica la importancia de definir correctamente las condiciones de borde.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/103613 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Lecaros Aranis, Miguel Francisco |
| Contributors | Elicer Cortés, Juan, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Mecánica, Valencia Musalem, Álvaro, Hernández Pellicer, Rodrigo, Fuentes Castillo, Andrés |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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