Impact of degradation kinetics on PMMA burning modeling with FDS

This work studies the pyrolysis and combustion of poly(mehyl methacrylate) (PMMA) in a cone calorimeter employing the software Fire Dinamic Simulator (FDS). Degradation kinetics, combustion dynamics, and heat release characteristics of PMMA were investigated through both gas-phase and solid-phase burning behaviors. Optimized parameter configurations were evaluated to improve the simulation’s compliance to experimental data. The analysis explores the effects of grid resolution and domain size on simulation accuracy with respect to heat release rate (HRR) predictions. The primary goal is to set up a framework to explore suitable methodologies to incorporate advanced reaction kinetics models into FDS simulations.

Il presente lavoro studia la pirolisi e la combustione del polimetilmetacrilato (PMMA) in un cono calorimetrico adoperando il software Fire Dynamics Simulator (FDS). A tal scopo, sono state valutate la cinetica di degradazione, le dinamiche di combustione e le caratteristiche di rilascio di calore del PMMA. Lo studio include un’analisi di sensitività sui parametri del calore di vaporizzazione e fattore pre-esponenziale dell’equazione di Arrhenius al fine di migliorare la conformità della simulazione ai dati sperimentali. L’analisi esplora gli effetti della risoluzione della griglia e delle dimensioni del dominio sull’accuratezza della simulazione, con una particolare attenzione rivolta alle previsioni del tasso di rilascio di calore (HRR). L'obiettivo principale dello studio è quello di creare un set-up in grado di riprodurre esperimenti di pirolisi e combustione in condizioni controllate utile a raffinare modelli avanzati di cinetica di reazione nelle simulazioni FDS.