Modelado de los parámetros térmicos y cinéticos para la caracterización de la reacción al fuego de materiales

Author

Alonso Ipiña, Alain

Director

Alvear Portilla, Manuel Daniel

Date of defense

2017-09-01

Pages

233 p.



Department/Institute

Universidad de Cantabria. Departamento de Transportes y Tecnología De Proyectos y Procesos

Abstract

Para caracterizar un material durante un proceso de descomposición térmica es necesario conocer las propiedades térmicas y cinéticas. Esta tesis propone una metodología que, aunando un método de optimización numérica y un modelo de simulación de fluidodinámica computacional, obtenga los parámetros cinéticos y térmicos de los materiales aproximando numéricamente de simultáneamente las curvas TGA y DSC experimentales obtenidas en los ensayos de laboratorio. La evaluación de ambas curvas llevó a obtener un conjunto de parámetros cinéticos y térmicos que permitió obtener una representación de la pirólisis más completa, evaluando la pérdida de masa y el balance de energía. Esta tesis recoge los resultados de la aproximación y las conclusiones del análisis. Una vez determinado el conjunto de parámetros, ese conjunto fue empleado para simular mediante un modelo CFD los ensayos de cono calorimétrico para diferentes flujos de calor. Los datos de las simulaciones fueron comparados con ensayos de laboratorio. En esta tesis se presentan los resultados de la comparación entre escalas y los efectos del cambio de escala.


To characterize a material during a thermal decomposition process it is necessary to know the thermal and kinetic properties. This dissertation proposes a methodology that, combining a numerical optimization method and a computational fluid dynamics simulation model, obtain the kinetic and thermal parameters of the materials by a numerical approach to TGA and DSC curves simultaneously obtained in laboratory tests. The evaluation of both curves led to obtain a set of kinetic and thermal parameters that allowed to obtain a more complete pyrolysis representation, assessing the mass loss and the energy. This thesis shows the results of the approach and the conclusions of the analysis. Once the set of parameters was determined, this set was used to simulate by a CFD model the cone calorimetric tests under several heat flows. The data of the simulations were compared with laboratory tests. This thesis presents the results of the comparison between scales and the effects of scaling.

Keywords

Análisis térmico; Propiedades cinéticas; Termogravimetría; Cono calorimétrico; Métodos numéricos; Thermal analysis; Kinetic properties; Thermogravimetry; Cone calorimetric; Numerical methods

Subjects

620 - Materials testing. Commercial materials. Power stations. Economics of energy; 624 - Civil and structural engineering in general

Knowledge Area

Ingeniería de Seguridad ante Incendio

Documents

TesisAAI.pdf

5.644Mb

 

Rights

ADVERTENCIA. El acceso a los contenidos de esta tesis doctoral y su utilización debe respetar los derechos de la persona autora. Puede ser utilizada para consulta o estudio personal, así como en actividades o materiales de investigación y docencia en los términos establecidos en el art. 32 del Texto Refundido de la Ley de Propiedad Intelectual (RDL 1/1996). Para otros usos se requiere la autorización previa y expresa de la persona autora. En cualquier caso, en la utilización de sus contenidos se deberá indicar de forma clara el nombre y apellidos de la persona autora y el título de la tesis doctoral. No se autoriza su reproducción u otras formas de explotación efectuadas con fines lucrativos ni su comunicación pública desde un sitio ajeno al servicio TDR. Tampoco se autoriza la presentación de su contenido en una ventana o marco ajeno a TDR (framing). Esta reserva de derechos afecta tanto al contenido de la tesis como a sus resúmenes e índices.

This item appears in the following Collection(s)