TY - THES A1 - Chun, Hyunjoo T1 - Experimentelle Untersuchungen und CFD-Simulationen von DTBP-Poolfeuern N2 - Es wurden Massenabbrandraten, Flammentemperaturen, spezifische Ausstrahlungen (Surface emissive power, SEP), Bestrahlungsstärken und Flammenlängen von DTBP- und Kerosin-Poolfeuern in Labor- und Feldversuchen (0.003 m < d < 3.15 m) gemessen und CFDSimulationen von DTBP- Poolfeuern bei d = 1.12 m und d = 3.15 m durchgeführt. Der Einfluss von Aktivierungs-, Verbrennungs- und Zersetzungsenergie sowie der Zersetzungsprodukte auf das Abbrandverhalten von DTBP wurde experimentell untersucht. Die mit der DDK gemessene Zersetzungsenergie von DTBP liegt im Bereich von – 189 kJ/mol bis – 210 kJ/mol, womit sie etwa 20 % bis 40 % höher ist als die mit dem DDK gemessene Aktivierungsenergie der Zersetzungsreaktion. Die in einem Verbrennungskalorimeter gemessene mittlere Verbrennungsenthalpie von DTBP beträgt = � c _H 36 000 kJ/kg. Die mit Hilfe der FTIR gefundenen Zersetzungsprodukte von DTBP in der Gasphase sind vor allem Aceton und Ethan. Die gemessenen Massenabbrandraten von DTBP-Poolfeuern (0.20 kg/(m² s) ≤ ′′ ≤ DTBP m& 0.30 kg/(m² s)) zeigen eine nur geringe Abhängigkeit vom Pooldurchmesser d, sind aber abhängig vom d fünf bis zwanzig mal größer als die von Kohlenwasserstoff-Poolfeuern. Die mit dem IR- Thermographie-System gemessenen Temperaturen der DTBP-Poolfeuer (1480 K bis 1580 K) sind im gesamten untersuchten Bereich ca. 300 K bis 600 K höher als die der Kerosin-Poolfeuer und stimmen mit den sehr heißen LNG-Poolfeuern bei 8 m ≤ d ≤ 15 m gut überein. Die mit dem IR-Thermographie-System über die gesamte Brenndauer gemessenen mittleren spezifischen Ausstrahlungen der DTBP-Poolfeuer betragen SEP = 130 kW/m² bei d = 1.12 m und SEP = 250 kW/m² bei d = 3.15 m und liegen somit um den Faktor drei bis zehn höher als bei Kohlenwasserstoff-Poolfeuern. Die mit (Ellipsoidal-) Radiometern gemessene mittlere Bestrahlungsstärke der DTBPPoolfeuer beträgt E (_y = 0.50 m, d =1.12 m) = 113 kW/m² und ist somit im Vergleich zu den n-Pentan-, Superbenzin- und Diesel-Poolfeuern um den Faktor zwei bis zehn größer. Die unter Verwendung der Thomas- Gleichung abgeschätzten Flammenlängen von DTBPPoolfeuern bei d < 0.50 m zeigen eine gute Übereinstimmung mit den mit S-VHSVideokameras gemessenen mittleren Flammenlängen (11d ≤ H ≤ 17d). Im Bereich von 0.05 m ≤ d ≤ 1.15 m sind die mittleren Flammenlängen H größer als im Experiment, sie stimmt dagegen bei d = 3.15 m gut überein und beträgt H (d = 3.15 m) ≈ 6d. Es wurden CFD-Simulationen von DTBP-Poolfeuern bei d = 1.12 m und d = 3.15 m unter Verwendung des kommerziellen ANSYS CFX Software Packet durchgeführt. Die dreidimensionalen Berechnungsgeometrien wurden mit Hexa-Gittern vernetzt, wobei die Anzahl der Zellen pro Volumen im Bereich von 100 000 bis 400 000 betrug. Die Zeitschritte für die CFD-Simulationen waren abhängig von der Feinheit des Gitters und dem Pooldurchmesser Δt = 10─ 2 s bis Δt = 10─ 5 s. Für die Modellierung der DTBP-Poolflammen wurde ein Datensatz für den Brennstoff DTBP im Preprocessor des ANSYS CFX-Programms implementiert. Es wurde die vollständige Verbrennung von DTBP berücksichtigt. Die Geschwindigkeitsgleichung der Irreversalreaktion ist etwa 1. Ordnung bezogen auf DTBP und Sauerstoff. Für die Temperaturabhängigkeit wurde der Arrhenius-Ansatz verwendet. Als Submodelle wurden das k-ε Turbulenzmodell, das Large Eddy Simulation Turbulenzmodell, das Detached Eddy Simulation Turbulenzmodell, das Scale Adaptive Simulation Turbulenzmodell, das Eddy Dissipation Verbrennungsmodell, das Rosseland Strahlungsmodell, das P1 Strahlungsmodell, das Monte Carlo Strahlungsmodell, das Discrete Transfer Strahlungsmodell und das Magnussen Rußmodell verwendet. Die simulierten maximalen Temperaturen der DTBP-Poolfeuer ergaben sich zu 1 410 K (d = 1.12 m) bzw. 1 520 K (d = 3.15 m), die gut mit den experimentell gemessenen Temperaturen übereinstimmen. Die simulierten mittleren spezifischen Ausstrahlungen für DTBP-Poolfeuer liegen bei SEP (d = 1.12 m) = 110 kW/m² und SEP (d = 3.15 m) = 180 kW/m². Die simulierten Flammenlängen der DTBP-Poolfeuer (5d ≤ H ≤ 6d) zeigen eine gute Übereinstimmung mit den gemessenen Flammenlängen. Die simulierten maximalen Strömungsgeschwindigkeiten in der Flammenmitte liegen z. B. für d = 3.15 m im Bereich von 25 m/s bis 30 m/s. Die simulierten Massenanteile an Ruß betragen 3.2∗ 10– 6 (d = 3.15 m) und 2.55∗ 10– 6 (d = 1.12 m). T3 - BAM Dissertationsreihe - 23 KW - Poolfeuer KW - Surface emissive power (SEP) KW - CFD-Simulation KW - Massenabbrandrate KW - Di-tert-butylperoxid PY - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-1357 SN - 978-3-981655-0-0 SN - 1613-4249 VL - 23 SP - 1 EP - 157 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-135 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chun, Hyunjoo A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Experimentelle und CFD Untersuchungen von DTBP-Poolbränden T2 - DECHEMA/GVC-Arbeitsausschuss "Sicherheitstechnische Kenngrößen" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2006-03-23 PY - 2006 AN - OPUS4-12438 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chun, Hyunjoo A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Experimental and CFD studies of di-tert-butyl peroxide pool fires T2 - IGUS Energetic and Oxidising Substances (EOS) Working Group Meeting CY - Washington, D.C., USA DA - 2006-04-05 PY - 2006 AN - OPUS4-12440 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chun, Hyunjoo A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Experimental and numerical studies of di-tert-butyl peroxide pool fires T2 - OECD-IGUS Energetic and Oxidising Substances (EOS) Working Group Meeting CY - Buxton, England DA - 2005-06-16 PY - 2005 AN - OPUS4-7667 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chun, Hyunjoo A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Experimental investigation and CFD study of di-tert-butyl peroxide pool fires T2 - 31st International Symposium on Combustion CY - Heidelberg, Germany DA - 2006-08-06 PY - 2006 AN - OPUS4-13861 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schälike, Stefan A1 - Chun, Hyunjoo A1 - Mishra, Kirti Bhushan A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Mass burning rates of di-tert-butyl peroxide pool fires - experimental study and modeling N2 - Data and predictions for the mass burning rates of di-tert-butyl peroxide (DTBP) pool fires (0.003 m < pool diameter < 3 m) are presented. The mass burning rates of DTBP fires are up to five times higher and are less dependent on pool diameter compared to hydrocarbon pool fires caused by an additional heat release rate due to exothermic decomposition reaction in the liquid phase. This heat release rate is calculated using a first-order reaction kinetic obtained from microcalorimetric measurements. A new model is derived considering the heat release rate due to the decomposition reaction, which is shown to be 40% of the heat release rate radiated to the pool surface. With the presented model, which also includes physical quantities, especially the limiting fuel concentration for upward flame propagation, it is possible to predict the mass burning rates of large DTBP pool fires. The predicted values are in very good agreement with the experiments. KW - Di-tert-butyl peroxide (DTBP) KW - Exothermic decomposition reaction KW - Mass burning rate KW - Pool fire PY - 2013 U6 - https://doi.org/10.1080/00102202.2012.726664 SN - 0010-2202 SN - 1563-521X VL - 185 IS - 3 SP - 408 EP - 419 PB - Gordon and Breach CY - New York, NY AN - OPUS4-27902 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Chun, Hyunjoo A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Untersuchung von Poolbränden organischer Peroxide KW - Peroxide KW - Sicherheitsanalyse PY - 2005 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.200590397 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 VL - 77 IS - 8 SP - 1140 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-11573 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chun, Hyunjoo A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Untersuchung von Poolbränden organischer Peroxide T2 - GVC/DECHEMA-Jahrestagung 2005 CY - Wiesbaden, Germany DA - 2005-09-06 PY - 2005 AN - OPUS4-11460 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vela, I. A1 - Chun, Hyunjoo A1 - Mishra, Kirti Bhushan A1 - Gawlowski, M. A1 - Sudhoff, P. A1 - Rudolph, Michael A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Vorhersage der thermischen Strahlung großer Kohlenwasserstoff- und Peroxid-Poolfeuer mit CFD Simulation KW - CFD Simulation KW - Poolfeuer KW - JP-4 KW - Kerosin KW - Di-tert-butylperoxid KW - Thermische Strahlung PY - 2009 U6 - https://doi.org/10.1007/s10010-009-0094-3 SN - 0015-7899 SN - 1434-0860 VL - 73 IS - 2 SP - 87 EP - 97 PB - Springer CY - Berlin AN - OPUS4-19531 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -