simulazione intumescente

[giuseppe rotondo]

Salve a tutti, dovrei simulare un intumescente a protezione di una struttura in acciaio, qualcuno a gia fatto questo tipo di simulazione? Non riesco a simulare le diverese densità con la temperatura.

 qualcuno puo' darmi qualche dritta?

grazie

[Carlo pollo]

Ciao,  provo a risponderti io in attesa di parerei più autorevoli. 

Se vuoi utilizzare curve naturali per la verifica di elementi strutturali con protettivi (ad es. vernici intumescenti, intonaci protettivi, lastre, ecc.) credo che ad oggi non si possa fare. 

Rispondendo alla tua domanda, se per uso universitario per creare il tuo modello CFD potresti procedere in questo modo:   

1) Sapendo il rapporto di espansione della vernice crei un OBS attorno ai tuoi elementi metallici di dimensione pari all’aumento di spessore della vernice quando sottoposta al calore;

2) crei un materiale assegnandogli le proprietà termiche della vernice quali densità, calore specifico (che puoi settare in base alla temperatura), ecc...

3) crei una superficie layered; 

4) assegni tale superficie a tutti le ostruzioni che ricoprono gli elementi in acciaio protetti con intumescente; 

5) crei un controllo tramite un device di temperatura che farà attivare tali ostruzioni (che simuleranno  l'aumento del volume della vernice) alla temperatura a cui pensi che la vernice inizi a lavorare. 

Le miei sono solo idee, non ho mai affrontato un progetto del genere, anche perchè ad oggi non si può fare per casi reali. 

Magari qualche altro collega può consigliarti meglio.  Attento alla discretizzazione del modello

[Antonio]

Ciao Giuseppe, ciao Carlo,

provo ad aggiungere qualche considerazione:

-anche se a scopo di ricerca non ritengo che abbia un grande senso modellare in FDS una cosa così delicata come il comportamento intumescente di una vernice applicata ad un profilo in acciaio;

- è difficile avere una diretta correlazione tra la l'effetto espandente della vernice e la corrispondente temperatura (che io sappia non esistono dati disponibili ne di letteratura ne da parte delle aziende produttrici degli intumescenti).... magari ci fossero!;

- bisogna ricordarsi che per l'aumento di volume è un aspetto fisico che se non è informato della variabilità della cond. termica e densità al variare del protettivo della temperatura serve a poco...

- Se fossero disponibili le informazioni di cui sopra si potrebbe smettere di fare le prove sperimentali sui protettivi intumescenti, che ad oggi l'unico metodo di certificare l'efficacia protettiva degli intumescenti.

- se si prelevano le temperature dell'elemento in acciaio dal modello di campo, trovata la temp. critica, puoi dimensionare il tuo protettivo dalle tabelle del produttore di intumescente;

- nel caso puramente teorico, con un procedimento inverso, potresti provare a ricavarti, a parità di massività del profilo in esame e a parità di spessore di rivestimento fittizio, due serie di valori (densità e conducibilità) che ai diversi tempi di esposizione secondo ISO 834(15, 30, 45, 60, 90, etc..) ti restituiscono la temperatura del profilo che leggi sulle tabelle del produttore; invertendo le funzioni interpolate potresti ricavarti una coppia di funzioni lambda(T) e ro(T) da poter assegnare al materiale di protezione fittizio.  I calcoli non sono immediati e varrebbero solo per quel profilo!!!

L'argomento è molto interessante, ma molto poco generalizzabile e soprattutto molto poco spendibile! :-)

Facci sapere!!

P.S. con quali software stai lavorando?

Saluti,

Antonio