TY - THES A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Instationäre Berechnung der Lachenverdunstung mittels eines Grenzschichtverfahrens N2 - Im Rahmen von Auswirkungsbetrachtungen, wie sie bei Sicherheitsberichten oder Risikoanalysen erforderlich sind, sind oft Szenarien mit einer Lachenverdunstung von brennbaren und/oder toxischen Flüssigkeiten zu untersuchen. Wesentliche Einflussgrössen für die Konzentrationsverteilung in der Umgebung sind der Verdunstungsmassenstrom, das Lachenwachstum und die Gasausbreitung. Bisher werden für diese Berechnungen mehrere Modelle mit unterschiedlicher Genauigkeit miteinander gekoppelt. In dieser Arbeit wird ein instationäres turbulentes Grenzschichtverfahren vorgestellt, das mit dem Ziel entwickelt wurde, bei relativ geringem Rechenaufwand eine genauere Berechnung des Verdunstungsmassenstromes zu ermöglichen, sowie ausgehend von der Freisetzung aus der Lache direkt die Konzentrationsverteilung in der Umgebung ermitteln zu können. Im Vergleich zu in der Literatur veröffentlichten und eigenen experimentellen Untersuchungen zeigt sich, dass das hier entwickelte Grenzschichtverfahren bei der Berechnung des Verdunstungsmassenstromes mindestens auf dem Niveau der besten empirischen Modelle liegt. Die instationäre Formulierung der Grenzschichtgleichungen ermöglicht zudem eine zeitabhängige Betrachtung der in der Lache herrschenden Temperaturen, des Massenstromes sowie der Konzentrationsverteilung in der Umgebung. Des weiteren ermöglicht das instationäre Grenzschichtverfahren die direkte Bestimmung der explosionsfähigen Masse in der Gaswolke über der Lache und die Berechnung des Massenstromes bei der Verdampfung von siedenden Flüssigkeiten mit anschließender Unterkühlung und Übergang zur Verdunstung. T3 - BAM Dissertationsreihe - 93 KW - Grenzschichtgleichungen KW - Stoffübergang KW - Gasausbreitung KW - Verdunstung KW - Instationär PY - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-652 SN - 978-3-9815134-8-6 SN - 1613-4249 VL - 93 SP - 1 EP - 129 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-65 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schmidt, Dirk A1 - Schalau, Bernd A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Vergleich von Methoden zur Quantifizierung von Risiken verfahrenstechnischer Anlagen T2 - 8. Fachtagung "Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit" CY - Köthen, Deutschland DA - 2006-11-09 KW - Risiko KW - QRA KW - Purple Book KW - ARAMIS KW - LOPA KW - Fehlerbaum KW - Gefährdungsermittlung KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Häufigkeiten KW - Datenbank PY - 2006 SN - 3-936415-48-X SP - 1 EP - 14(?) PB - VDI, Hallescher Bezirksverein CY - Halle AN - OPUS4-12745 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk T1 - Comparing Different Methods for Calculating the Gas Dispersion T2 - 14th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Florence, Italy DA - 2013-05-12 PY - 2013 AN - OPUS4-28459 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk T1 - Experimentelle Untersuchungen und Simulationen zur Ausbreitung schwerer Gase. T2 - DECHEMA - AA Auswirkungen von Stoff- und Energiefreisetzungen CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2013-05-29 PY - 2013 AN - OPUS4-28648 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk A1 - Rauchegger, Christian T1 - Calculation of the gas dispersion out of an evaporating pool T2 - 8th European congress of chemical engineering CY - Berlin, Germany DA - 2011-09-25 PY - 2011 AN - OPUS4-24427 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Steinbach, J. T1 - Gasausbreitung bei Stofffreisetzung aus einer Lache T2 - ProcessNet Jahrestagung 2007 CY - Aachen, Germany DA - 2007-10-16 PY - 2007 AN - OPUS4-16045 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Praktische Beispiele und Erfahrungen zu Störfallauswirkungsbetrachtungen T2 - 17. Fachgespräch Anlagensicherheit 2008 CY - Bad Dürkheim, Germany DA - 2008-05-06 PY - 2008 AN - OPUS4-17403 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Steinbach, J. T1 - Instationäre Berechnung der Lachenverdunstung mittels eines Grenzschichtverfahrens T2 - ProcessNet Arbeitsauschuss "Sicherheitsgerechtes Auslegen von Chemieanlagen" und "Auswirkungen von Stoff- und Energiefreisetzungen" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2008-11-19 PY - 2008 AN - OPUS4-18354 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Steinbach, J. T1 - Instationäre Berechnung der Lachenverdunstung und -verdampfung mittels eines Grenzschichtverfahrens T2 - 9. Fachtagung "Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit" CY - Köthen, Deutschland DA - 2008-11-06 KW - Quantitative Risikoanalyse KW - Störfall-Verordnung PY - 2008 SN - 978-3-89746-099-7 IS - I 02 SP - 1 EP - 13 PB - VDI, Hallescher Bezirksverein CY - Halle AN - OPUS4-18411 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Steinbach, J. T1 - Berechnung der Lachenverdunstung mit einem Grenzschichtverfahren T2 - ProcessNet-Arbeitsausschuss "Auswirkungen von Stoff- und Energiefreisetzungen" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2007-03-15 PY - 2007 AN - OPUS4-14601 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Schalau, Bernd A1 - Steinbach, J. T1 - Instationäre Berechnung der Lachenverdunstung und -verdampfung mittels eines Grenzschichtverfahrens T2 - 9. Fachtagung "Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit" CY - Köthen, Germany DA - 2008-11-06 PY - 2008 AN - OPUS4-18224 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lohrer, Christian A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Assessment of pyrotechnic smoke emissions with CFD tools N2 - Pyrotechnics are increasingly used in stage and theatre productions to realize visual and aural effects such as explosions, fires, and smoke emissions. Preceding the use on stage, a hazard or risk assessment has to be conducted by the operators and assessed by the respective enforcement bodies. A significant hazard aligned with pyrotechnics at indoor venues is the formation of smoke, may it be deliberately generated to visualize a respective effect or unintentionally liberated as a by-product of other effects. An estimation of the impact of smoke on the audience is quite challenging, as it strongly depends amongst others on the venue geometry, Ventilation conditions and the specific type of articles being used. Computational fluid dynamics (CFD) offers the possibility to receive relevant time dependent information, such as smoke concentration, temperature, velocity etc. for every desired location within the 3D fluid domain and may therefore be used to estimate the smoke dispersion in a specific venue. The entire approval process for the use of specific pyrotechnics prior to the events could be supported by this approach. This paper shows the advantages and weak-points of the application of CFD for a study case. Within this case, the dispersion of smoke due to the burn-off of pyrotechnics inside a chamber with defined boundary conditions was modeled and compared with respective aerosol measurements. T2 - 14th International symposium on fireworks CY - Changsha, China DA - 14.10.2013 KW - Altitude measurement techniques KW - Measurement uncertainties KW - Standardisation PY - 2013 SN - 978-0-9867279-4-8 SN - 978-0-9867279-6-2 SP - 138 EP - 150 AN - OPUS4-29384 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Numerische Simulation der Gasausbreitung N2 - Die VDI Richtlinie 3783, Blatt 2 zeigt im Vergleich mit den experimentellen Daten aus den eigene Versuchsreihen zur Schwergasausbreitung eine gute konservative Abschätzung der Konzentrationsverteilung. Die Berechnungen für die Ausbreitung dichteneutraler Gase mit Blatt 1 der Richtlinie lieferten jedoch zu niedrige Konzentrationswerte. Allgemein ist festzuhalten, dass die Anforderungen an die Datenlage zu den Randbedingungen sehr niedrig sind ebenso wie der Rechenaufwand. AUSTAL2000 hat eine wesentlich bessere Übereinstimmung mit dem Messwerten für die Ausbreitung dichteneutraler Gase gezeigt. Diese Feststellung sollte jedoch noch durch den Vergleich mit weiteren Messreihen verifiziert werden. AUSTAL2000 hat in Zusammenhang mit dem diagnostischen Windfeldmodell im Vergleich zu Blatt 1 der VDI Richtlinie 3783 den Vorteil, dass Gebäude explizit berücksichtigt werden können. Als Partikelmodell ist es außerdem in der Lage den Nahbereich der Quelle berechnen zu können. Der Rechenaufwand hierbei ist jedoch deutlich höher als bei der VDI Richtlinie 3783, während die Anforderungen an die Randbedingungen ähnlich niedrig sind. CFX hat sich als flexibles Berechnungswerkzeug erwiesen. In allen betrachteten Fällen konnte für die instationäre Berechnung eine gute Übereinstimmung mit den Messwerten nachgewiesen werden. Hierbei ist es jedoch erforderlich, eine sehr detaillierte Kenntnis über die zeitabhängige Entwicklung der Randbedingungen zu haben. Der Vorteil von CFD-Modellen liegt in der universellen Einsetzbarkeit verglichen mit den spezialisierten Modellen die auf einen sehr engen Anwendungsbereich beschränkt sind. Weiterhin liefern CFD-Modelle detaillierte Informationen über die räumlichen Phänomene. Spätestens bei der Untersuchung der Auswirkungen spezifischer Hindernisse z.B. eines neuen Gebäudes in einer Industrieanlage auf die Gasausbreitung ist CFD sicherlich die Methode der Wahl. Der Einsatz von CFD Methoden ist jedoch sehr Zeit- und Rechenaufwändig. T2 - 11. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 2013-11-07 KW - Gasausbreitung KW - Simulation PY - 2013 SN - 978-3-86011-058-4 IS - O-03 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-29547 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Numerische Simulation der Gasausbreitung T2 - 11. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 2013-11-07 PY - 2013 AN - OPUS4-29487 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J.J. ED - De Rademaeker, E. ED - Fabiano, B. ED - Buratti, S.S. T1 - Comparing different methods for calculating the gas dispersion T2 - 14th International symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries CY - Florence, Italy DA - 2013-05-12 KW - Gas dispersion KW - Simulation PY - 2013 SN - 978-88-95608-22-8 SN - 1974-9791 N1 - Serientitel: Chemical engineering transactions – Series title: Chemical engineering transactions IS - 31 SP - 1 EP - 6(?) PB - AIDIC, Associazione Italiana di Ingegneria Chimica CY - Milano AN - OPUS4-29587 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk ED - Beyer, M. ED - Stolz, T. T1 - Simulation und experimentelle Untersuchungen der Schwergasausbreitung T2 - 13. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Braunschweig, Germany DA - 2013-06-18 KW - Schwergas KW - Ausbreitung KW - Simulation PY - 2013 SN - 978-3-95606-062-5 SN - 1868-5838 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-29584 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk T1 - Simulation und experimentelle Untersuchungen der Schwergasausbreitung N2 - Aufgrund gestiegener Rechnerleistung finden heutzutage numerische Strömungssimulationen aus dem Bereich der CFD (Computational Fluid Dynamics) immer mehr Eingang in die Sicherheitstechnik. Bisherige Berechnungsverfahren zur Schwergasausbreitung basieren zum Teil auf empirischen Annahmen und sind in ihrem Anwendungsbereich eingeschränkt. Die zugrunde liegenden Formeln und Theorien erlauben außerdem meist nur eindimensionale Aussagen bezüglich der Konzentrationsverteilung in der Umgebung. Anhand von Literaturdaten und eigenen Freifeldversuchen zur Schwergasausbreitung soll die Leistungsfähigkeit von CFD-Berechnungen hinsichtlich ihres Kosten/ Nutzen-Verhältnisses sowie im Vergleich zu herkömmlichen Modellen bewertet werden. Während die eigenen Freifeldversuche hauptsächlich zur Validierung der numerischen Simulationen dienen, können anhand der in der Literatur veröffentlichten Daten Vergleiche mit z. B. der VDI-Richtlinie 3783, Blatt 2 durchgeführt werden. KW - Schwergas KW - Ausbreitung KW - Simulation PY - 2013 SN - 0030-834X VL - 123 IS - 3 SP - 14 EP - 18 PB - Wirtschaftsverl. NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-29585 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Bonow, G. A1 - Kroll, A. A1 - Hegenberg, J. A1 - Schmidt, L. A1 - Barz, T. A1 - Schulz, D. T1 - Forschungsprojekt RoboGasInspector: Gaslecksuche mit autonomen mobilen Robotern KW - Lecksuche KW - Roboter KW - Gasausbreitung KW - Simulation PY - 2013 SN - 2191-0073 VL - 3 IS - 5 SP - 10 EP - 15 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-29586 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Acikalin, Hatice Aydan A1 - Steinbach, J. T1 - Transient calculation of the boundary layer flow over spills N2 - In this work, results of numerical simulations and experimental investigations of the mass flow from evaporating liquid pools are presented. Numerical simulations are based on the boundary layer equations combined with an algebraic turbulence model. The experiments were carried out on open air test sites within flat and very rough topographies, at different temperatures with ethanol and cyclohexane as the evaporating liquids. An experimental investigation of the influence of the topography on the evaporation of a liquid pool is conducted. The results of the simulation are validated against experimental data from the open air experiments. Furthermore, a comparison of the simulation results with empirical prediction models has been made. KW - Evaporation KW - Mass transfer KW - Modeling KW - Simulation PY - 2009 U6 - https://doi.org/10.1002/ceat.200800527 SN - 0930-7516 SN - 1521-4125 VL - 32 IS - 2 SP - 306 EP - 311 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-18747 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Erforderliche Komplexität bei der Modellierung einer Lachenverdunstung im Rahmen von Störfallauswirkungsbetrachtungen T2 - 10. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Deutschland DA - 2010-11-04 KW - Verdunstung KW - Empirische Modelle KW - Experimentelle Daten KW - Anlagensicherheit KW - Umweltschutz KW - Sicherheitstechnik KW - Explosionsschutz PY - 2010 SN - 978-3-89746-119-2 IS - M-01 / Paper 8338 SP - 1 EP - 21 CY - Frankfurt/M. AN - OPUS4-22349 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Vergleich von Modellen zur Berechnung einer Lachenverdunstung und -verdampfung T2 - DECHEMA / GVC-Arbeitsausschuss "Sicherheitsgerichtetes Auslegen von Chemieanlagen" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2010-11-10 PY - 2010 AN - OPUS4-22374 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Zeps, Robert A1 - Frank, S. T1 - Vergleich von Modellen zur Simulation einer Lachenverdunstung N2 - Betreiber, deren Betriebsbereiche den erweiterten Pflichten der Störfall-Verordnung unterliegen, müssen einen Sicherheitsbericht anfertigen, in dem Szenarien möglicher Störfälle beschrieben sind. Im Rahmen dieser Störfallauswirkungsbetrachtungen sind auch oftmals Szenarien zu untersuchen, bei denen Flüssigkeiten freigesetzt werden. Der Verdunstungsmassenstrom aus der Flüssigkeitslache ist der maßgebliche Eingangsparameter für die Gasausbreitungsberechnung mit der die Gefährdungsradien ermittelt werden. Für die Berechnung des Verdunstungsmassenstroms werden meist empirische Modelle eingesetzt. Anhand von experimentellen Daten aus eigenen Freilandversuchen werden die Leistungsfähigkeit sowie die Grenzen des Anwendungsbereichs diverser bekannter Modelle untersucht. KW - Verdunstung KW - Empirische Modelle KW - Experimentelle Daten PY - 2010 SN - 1434-9728 SN - 1436-4948 SN - 0372-2457 SN - 0376-1185 VL - 51 IS - 1/2 SP - 22 EP - 27 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-20873 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Beurteilung verschiedener Ansätze zur Modellierung einer Lachenverdunstung im Rahmen von Störfallauswirkungsbetrachtungen T2 - DECHEMA Arbeitskreis "Auswirkung von Stoff- und Energiefreisetzungen" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2010-10-01 PY - 2010 AN - OPUS4-22111 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Erforderliche Komplexität bei der Modellierung einer Lachenverdunstung im Rahmen von Störfallauswirkungsbetrachtungen T2 - 10. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltschutz CY - Köthen, Germany DA - 2010-11-04 PY - 2010 AN - OPUS4-22321 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Lohrer, Christian T1 - Numerical simulation and validation of pyrotechnic smoke emissions KW - Theatrical pyrotechnic articles KW - Aerosols KW - CFD PY - 2012 SN - 1082-3999 IS - 31 SP - 10 EP - 21 CY - Whitewater, Colo. AN - OPUS4-26824 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schmidt, Dirk A1 - Schalau, Bernd T1 - Simulation und experimentelle Untersuchungen der Schwergasausbreitung T2 - 13. BAM/PTB-Kolloquium CY - Braunschweig, Germany DA - 2013-06-18 PY - 2013 AN - OPUS4-29773 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Damage evolution detection in a pipeline segment under bending by means of acoustic emission N2 - A steel pipeline segment of 2.5 m length was subjected to quasi-static four-point bending load in three steps for studying the initial cracking and damage accumulation based on the Acoustic Emission (AE) technique and by the direct current potential drop (DCPD) technique. For the latter, a new post-test analysis method was established. AE is found more sensitive to crack initiation than DCPD. Formation of mesoscopic and macroscopic cracks as well as their closure and the resulting friction generate weighted peak frequencies below 400 kHz, whereas microscopic cracking produces AE with broad band spectra identifiable by weighted peak frequencies above 400 kHz. Critical states alike the maximum load level and the leak opening were accompanied by peak amplitudes above 85 dBAE. This rather fundamental study provides a data base for possibly developing advanced strategies of detection and alarm systems based on acoustic monitoring of pipelines, or at least, steel structures. KW - Crack KW - Accoustic emission KW - Frequency domain KW - Potential drop technique KW - Fracture PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-565171 SN - 0308-0161 VL - 201 IS - 104863 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier Science CY - Amsterdam AN - OPUS4-56517 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schalau, Sebastian A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Atmospheric wind field modelling with OpenFOAM for near-ground gas dispersion N2 - CFD simulations of near-ground gas dispersion depend significantly on the accuracy of the wind field. When simulating wind fields with conventional RANS turbulence models, the velocity and turbulence profiles specified as inlet boundary conditions change rapidly in the approach flow region. As a result, when hazardous materials are released, the extent of hazardous areas is calculated based on an approach flow that differs significantly from the boundary conditions defined. To solve this problem, a turbulence model with consistent boundary conditions was developed to ensure a horizontally homogeneous approach flow. Instead of the logarithmic vertical velocity profile, a power law is used to overcome the problem that with the logarithmic profile, negative velocities would be calculated for heights within the roughness length. With this, the problem that the distance of the wall-adjacent cell midpoint has to be higher than the roughness length is solved, so that a high grid resolution can be ensured even in the near-ground region which is required to simulate gas dispersion. The evaluation of the developed CFD model using the German guideline VDI 3783/9 and wind tunnel experiments with realistic obstacle configurations showed a good agreement between the calculated and the measured values and the ability to achieve a horizontally homogenous approach flow. KW - OpenFOAM KW - Gas dispersion KW - Atmospheric boundary layer KW - Turbulence model PY - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-539095 VL - 12 IS - 8 SP - 933 PB - MDPI AN - OPUS4-53909 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Hazard Assessment and reality – or - The difference between theory and practice is greater in practice than in theory. N2 - For hazard Assessment purposes we need models to predict what would happen in case of an accident. The challenge in hazard assessment consists not only in choosing the right model, but beforehand to define the correct scenario .If models can be found for the physical effect to be simulated, the validation of these models is the next challenge. Even if experimental data can be found it should always be checked, if these data are correct, even if in general experimental data are considered as “failsafe” or “the absolute truth”. T2 - EPSC Webinar CY - Online Meeting DA - 27.11.2020 KW - Hasard assessment KW - Gas dispersion KW - Modeling KW - Release PY - 2020 AN - OPUS4-52676 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Beyer, M. T1 - P2X: From production to application Safety issues around hydrogen N2 - For hazard Assessment purposes we need models to predict what would happen in case of an accident. The challenge in hazard assessment consists not only in choosing the right model, but beforehand to define the correct scenario. For hydrogen applications the validity of the models has to be checked, as well as the kind of scenario to assume for accidental releases of hydrogen. Open questions on these topics will be adressed and the newly founded competecne centre for Hydrogen Saftey at BAM will be presented. T2 - VDMA Webinar P2X: From production to application CY - Online Meeting DA - 18.05.2021 KW - Hydrogen KW - Hasard assessment KW - Modeling PY - 2021 AN - OPUS4-52678 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - van Wingerden, K. T1 - Experimental investigation of the consequences of release of liquified hydrogen onto and under water N2 - Large-scale experiments have been performed to investigate the possible consequences of realistic amounts of liquified hydrogen (LH2) encountering water. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. The experiments aimed at investigating that upon contact with water, the evaporation rate of LH2 can be that high that physical explosions or even rapid phase transitions (RPTs), could occur. RPTs can generate air and underwater blast pressures which could damage adjacent plant or structures (which has been demonstrated when releasing LNG). The tests were performed in a 10 m x 10 x 1.5 m basin filled with water. LH2 releases with mass flows ranging from approximately 0.25 kg/s to approximately 0.8 kg/s were established releasing directly from a trailer carrying LH2. The LH2 was released through a 46 m long flexible double vacuum insulated transfer line (inner diameter 39 mm). The releases occurred from a height of 50 cm above the water surface pointing downwards, 30 cm under the water surface pointing downwards and 30 cm under the water surface pointing along the water surface. The release system allowed for an initial phase to release flashed LH2 into the air before redirecting the flow towards the water surface for liquid release. A thermocouple inserted near the nozzle is used to indicate the presence of LH2 at the nozzle. The nozzle could be moved up and downwards relative to the water surface and also moved into the water. The release system was purged with helium before starting a release. A mouthpiece at the end of the release line as well as a manually operated valve at the trailer were used to vary the release rate. The temperature of the water and the air was measured at multiple locations. The temperature of the air was also measured at H2 concentration probe locations. In addition, the temperature in the filling line was measured (1 at the outlet and 1 further down into the filling line). The pressure in the filling line was also measured at 3 locations, one located directly at the outlet. The release rate was determined based on the weight loss rate of the road tanker. To this end the trailer was placed onto load cells. Special blast pressure sensors were used to measure the shock waves generated by the rapid evaporation or other phenomena both in the water and in the air. At several locations the gas concentration development in time was measured. Heat radiation was measured at 3 distances from the point of release. High speed, Infra-Red (IR) cameras and normal cameras were used to record events and to follow the gas cloud behaviour in time. This includes cameras mounted on a drone and an underwater camera. Two weather stations were used to measure wind speed, wind direction, temperature and humidity during all tests performed. All investigated release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation and resulting in minor over pressures. The main phenomenon observed was an ignition of the released gas cloud, resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The ignition occurred in all under-water releases and in about 90 % of the releases above the water surface. The location of the ignition occurred in free air at some distance from the instrumentation and release location. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE) CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - Liquid Hydrogen KW - LH2 KW - RPT KW - Rapid Phase Transition KW - Release PY - 2022 AN - OPUS4-55356 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - van Wingerden, K. A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Ustolin, F. A1 - Paltrinieri, N. ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J. J. T1 - Medium-scale tests to investigate the possibility and effects of BLEVEs of storage vessels containing liquified hydrogen N2 - Experiments have been performed to determine the consequences of a storage vessel containing liquified hydrogen (LH2) is engulfed by a fire. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Germany within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. Three tests were performed using double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume varying the orientation of the vessel and the effect of the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessel was approximately 35 % in each of the tests performed. The fire load was provided by a propane fed burner positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. In one of the tests a rupture of the storage vessel occurred causing a blast, a fireball and fragments. Apart from measuring these consequences, the conditions in the vessel (e.g. temperatures and pressure) during the heating process were monitored in all three tests. The work described was undertaken as part of the project Safe Hydrogen fuel handling and Use for Efficient Implementation (SH2IFT). T2 - 17th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in Process Industries CY - Prague, Czech Republic DA - 05.06.2022 KW - Liquid hydrogen KW - LH2 KW - BLEVE KW - Cryogenic tank PY - 2022 U6 - https://doi.org/10.3303/CET2290092 SN - 2283-9216 VL - 90 SP - 547 EP - 552 PB - AIDIC CY - Milano AN - OPUS4-55323 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - van Wingerden, K. A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Skarsvag, H. L. A1 - Ustolin, F. A1 - Paltrinieri, N. A1 - Odsaeter, L. H. ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J. J. T1 - Experimental Investigation into the Consequences of Release of Liquified Hydrogen onto and under Water N2 - Large-scale experiments have been performed to investigate the possible consequences of realistic amounts of liquified hydrogen (LH2) encountering water. The experiments aimed at simulating an accidental release of LH2 onto water, for instance during the fuelling of a ship. For liquified natural gas (LNG), it has been demonstrated that physical explosions may occur when it is spilled onto water. These phenomena are referred as rapid phase transitions (RPTs). It cannot be excluded that RPTs are also possible in the case of LH2. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. The tests were performed in a 10 m x 10 x 1.5 m basin filled with water. LH2 releases of up to about 1 kg/s were established releasing directly from a trailer carrying LH2. The releases occurred from a height of 50 cm above the water surface pointing downwards, 30 cm under the water surface pointing downwards and 30 cm under the water surface pointed along the water surface. All release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation and resulting in minor over pressures. No RPTs were observed. The main phenomenon to be observed is, however, an ignition of the released gas cloud resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The ignition occurred in all under-water releases and in about 90 % of the releases above the water surface. T2 - 17th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in Process Industries CY - Prague, Czech Rebpublic DA - 05.06.2022 KW - Liquid Hydrogen KW - LH2 KW - Release KW - RPT KW - Rapid Phase Transition PY - 2022 U6 - https://doi.org/10.3303/CET2290091 SN - 2283-9216 VL - 90 SP - 541 EP - 546 PB - AIDIC CY - Milano AN - OPUS4-55324 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Pool Evaporation at Higher Vapour Pressures N2 - Hazardous substances with a boiling point close to ambient temperatures will evaporate at higher vapour pressures, so that the evaporation takes places in the smooth transition between the evaporation at boiling point and below boiling point, representing the transition between two different physical phenomena. Whilst the evaporation at boiling point is driven by the available heat flux, the evaporation below boiling point is driven by the concentration gradient between the pool surface and the ambient air. Available evaporation models usually focused on the correct description of the mass transfer coefficient for temperatures below boiling point. A formulation of the correct equation for the mass flow is rarely documented. Whilst the mass transfer coefficient formulation is more or less equivalent in most models, the main difference occurs in the formulation of the mass flow equation. In Fact two types of models can be identified: the models with a linear pressure term and the models with a logarithmic pressure term. Whilst the logarithmic formulations result in an infinite mass flow near boiling point, which is not plausible, the linear formulations reach (different) finite values. Due to a lack of published experimental data it was not possible to determine whether the linear approach is conservative, under predicting or more or less accurate close to the boiling point. To evaluate the accuracy of each type of formulation, test series on liquid pools have been carried out at BAM for substances like Water, Ethanol, Cyclohexane, and Acetone. The tests were done under ambient conditions with a heatable, 90 cm diameter pool, so that the vapour pressures investigated ranged from 0 to close to 1 bar. The experimental data showed that neither of the linear nor the logarithmic formulation of the evaporation models is able to predict correctly the mass flow close to the boiling point. The logarithmic approach heavily over predicts the mass flow, while the linear approach is not conservative anymore when the vapour pressure exceeds 0.7 bar. T2 - 15th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Freiburg, Germany DA - 05.06.2016 KW - pool evaporation KW - high KW - vapour pressure PY - 2016 AN - OPUS4-37179 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Boot, H. T1 - Analysis of consequence modelling approaches and experimental campaigns N2 - Presentation of the objectives and achieved results of the Work packages 1 and 4 of the SAPHEDRA Project. T2 - 15th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Freiburg, Germany DA - 05.06.2016 KW - Consequence modelling KW - Experimental campaigns KW - SAPHEDRA PY - 2016 AN - OPUS4-37180 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd ED - de Rademaeker, E. ED - Schmelzer, P. T1 - Pool evaporation at higher vapour pressures N2 - Hazardous substances with a boiling point close to ambient temperatures will evaporate at higher vapour pressures, so that the evaporation takes places in the smooth transition between the evaporation at boiling point and below boiling point, representing the transition between two different physical phenomena. Whilst the evaporation at boiling point is driven by the available heat flux, the evaporation below boiling point is driven by the concentration gradient between the pool surface and the ambient air. Available evaporation models usually focused on the correct description of the mass transfer coefficient for temperatures below boiling point. A formulation of the correct equation for the mass flow is rarely documented. Whilst the mass transfer coefficient formulation is more or less equivalent in most models, the main difference occurs in the formulation of the mass flow equation. In Fact two types of models can be identified: the models with a linear pressure term and the models with a logarithmic pressure term. Whilst the logarithmic formulations result in an infinite mass flow near boiling point, which is not plausible, the linear formulations reach (different) finite values. Due to a lack of published experimental data it was not possible to determine whether the linear approach is conservative, under predicting or more or less accurate close to the boiling point. To evaluate the accuracy of each type of formulation, test series on liquid pools have been carried out at BAM for substances like Water, Ethanol, Cyclohexane, and Acetone. The tests were done under ambient conditions with a heatable, 90 cm diameter pool, so that the vapour pressures investigated ranged from 0 to close to 1 bar. The experimental data showed that neither of the linear nor the logarithmic formulation of the evaporation models is able to predict correctly the mass flow close to the boiling point. The logarithmic approach heavily over predicts the mass flow, while the linear approach is not conservative anymore when the vapour pressure exceeds 0.7 bar. T2 - 15th International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries CY - Freiburg, Germany DA - 05.06.2016 KW - pool evaporation KW - vapour pressure KW - modelling PY - 2016 SN - 978-88-95608-39-6 U6 - https://doi.org/10.3303/CET1648017 SN - 2283-9216 VL - 2016 IS - 48 SP - 97 EP - 102 PB - AIDIC CY - Italy AN - OPUS4-37183 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd ED - Przygodda, J. T1 - Erweiterung der empirischen Modellierung der Lachenverdunstung für geringe Windgeschwindigkeiten und hohe Dampfdrücke N2 - Bei der Freisetzung von brennbaren und/oder toxischen Stoffen mit einem Siedepunkt nahe der Umgebungstemperatur (z.B. Fluorwasserstoff) oder von erhitzten Flüssigkeiten, findet die Verdunstung bei höheren Dampfdrücken statt. In diesem Bereich ist der Massenstrom beim Stoffübergang von der flüssigen in die gasförmige Phase mit herkömmlichen Modellen nur noch schwer zu beschreiben. Während der Annäherung an den Siedepunkt findet ein gleitender Übergang von der konzentrationsgradient-dominierten Verdunstung in die wärmestrom-dominierte Verdampfung statt. Die meisten Verdunstungsmodelle wurden entwickelt, um den Stoffübergang bei geringen Dampfdrücken zu beschreiben. Der Verdunstungsmassenstrom berechnet sich aus dem Stoffübergangskoeffizienten, der anhand der Grenzschichtparameter, wie die charakteristische Länge, Windgeschwindigkeit und die Stoffeigenschaften bestimmt wird, und einem Druckterm, der je nach Modell in linearer oder logarithmischer Formulierung vorliegt. Während letztere am Siedepunkt zu einem unendlichen Massenstrom führt, liefert der lineare Ansatz (unterschiedliche) finite Werte. Obwohl unbestritten sein dürfte, dass die Annahme eines unendlichen Massenstromes nicht plausibel ist, stellt sich die Frage welcher Ansatz die Realität in der Nähe der Siedetemperatur am besten wiedergibt. Da für den hier diskutierten Dampfdruckbereich keine veröffentlichten Daten zu finden waren, wurden in der BAM neue Messreihen durchgeführt. In einer beheizbaren Wanne mit 90 cm Durchmesser wurde in Freilandversuchen der Massenstrom für verschiedene Substanzen bei unterschiedlichsten Temperaturen und somit Dampfdrücken bestimmt. Zusammen mit den Ergebnissen früherer Experimente in der BAM zur Verdunstung unter Freilandbedingungen liegt jetzt eine ausreichende Datenbasis für die Bewertung der Modelle und insbesondere der Ansätze für den Druckterm vor. T2 - 12. Fachtagung Anlagen-, Arbeits-und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 05.11.2015 KW - Lachenverdunstung KW - Dampfdruck KW - Modell PY - 2015 SN - 978-3-86011-091-1 VL - 2015 SP - 1 EP - 11 AN - OPUS4-37189 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Askar, Enis A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Versagen von Gasbehältern für alternative Treibstoffe N2 - Im Rahmen des Projekts „Complex Fires – Auswirkung von Behälterversagen“ (CoFi-ABV) sollen die Auswirkungen des Versagens von Gasbehältern für alternative Treibstoffe in Fahrzeugen unter Berücksichtigung komplexer Brand- und Explosionsszenarien untersucht werden. Es wird der aktuelle Hintergrund des Forschungsvorhabens erläutert sowie die geplanten Untersuchungen und beabsichtigten Ergebnisse vorgestellt. Hauptbestandteil des Projekts ist eine Vielzahl von zerstörenden Großversuchen. Im Vorfeld dieser Großversuche werden zur Weiterentwicklung und Adaptierung von Messtechnik Versuche im kleineren Maßstab durchgeführt. Im Folgenden werden Teile dieser Ver-suchsaufbauten im „mid-scale“ sowie die dabei verwendete Messtechnik dargestellt. Weiterhin werden erste Ergebnisse aus Wärmeeintragsversuchen zur Quantifizierung verschiedener Unterfeuerungsmethoden für die zerstörenden Großversuche vorgestellt. T2 - 14. Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik (BAM-PTB-Kolloquium) CY - Berlin, Germany DA - 14.06.2016 KW - Explosion KW - alternative Treibstoffe KW - Behälterversagen KW - Composite PY - 2016 SN - 978-3-9817853-5-7 SN - 0938-5533 SP - 1 EP - 143 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) AN - OPUS4-37172 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Krebber, Katerina T1 - Distributed acoustic fibre-optic sensors for condition monitoring of pipelines N2 - Industrial piping systems are particularly relevant to public safety and the continuous availability of infrastructure. However, condition monitoring systems based on many discrete sensors are generally not well-suited for widespread piping systems due to considerable installation effort, while use of distributed fibre-optic sensors would reduce this effort to a minimum. Specifically distributed acoustic sensing (DAS) is employed for detection of third-party threats and leaks in oil and gas pipelines in recent years and can in principle also be applied to industrial plants. Further possible detection routes amenable by DAS that could identify damage prior to emission of medium are subject of a current project at BAM, which aims at qualifying distributed fibre optic methods such as DAS as a means for spatially continuous monitoring of industrial piping systems. Here, first tests on a short pipe are presented, where optical fibres were applied directly to the surface. An artificial signal was used to define suitable parameters of the measurement system and compare different ways of applying the sensor. T2 - Sixth European Workshop on Optical Fibre Sensors CY - Limerick, Ireland DA - 31.05.2016 KW - fibre-optic condition monitoring KW - distributed acoustic sensing (DAS) KW - pipeline monitoring KW - sensor application PY - 2016 SN - 978-1-5106-0219-9 U6 - https://doi.org/10.1117/12.2236809 SN - 0277-786X VL - Vol. 9916 SP - Article Number: 99162Y PB - SPIE CY - Bellingham, Washington USA AN - OPUS4-37234 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Schröder, Volkmar A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Tashqin, T. T1 - Sicherheitstechnische Eigenschaften von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen N2 - Bei der Power-to-Gas-Technologie wird überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien durch Elektroly-se von Wasser in Wasserstoff umgewandelt. Dieser Wasserstoff kann als „chemischer Energiespeicher“ dienen und rückverstromt werden oder aber in das Erdgasnetz eingespeist werden. Die BAM hat die Aus-wirkungen von Wasserstoffzusätzen zum Erdgas im Hinblick auf den Explosionsschutz untersucht und sicherheitstechnische Kenngrößen für Erdgas-Wasserstoff-Gemische bestimmt. Untersucht wurden die Explosionsgrenzen, die Sauerstoffgrenzkonzentrationen, die maximalen Explosi-onsdrücke, die KG-Werte und die Normspaltweiten. Für die Messungen sind zwei Modellgase eingesetzt worden, reines Methan und ein Modell-Erdgas mit Anteilen höherer Kohlenwasserstoffe. Sie repräsentie-ren die Bandbreite der in Deutschland eingesetzten Erdgase. Die Untersuchungen ergaben, dass bei einem Zusatz von bis zu 10 Mol-% Wasserstoff keine der untersuchten Kenngrößen relevant beeinflusst wird. Die Gemische haben nur geringfügig erweiterte Explosionsbereiche und bleiben, wie die reinen Erdgase, in der Explosionsgruppe IIA. Auch die maximalen Explosionsdrücke und die zeitlichen Druckanstiege bei den Gasexplosionen werden nur wenig beeinflusst. Vergleichende Berechnungen zur Festlegung von explosionsgefährdeten Bereichen (Ex-Zonen) auf Basis von Gasausbreitungsberechnungen ergaben ebenfalls nur geringfüge Unterschiede im Rahmen der Fehler-toleranz für Erdgas und Erdgas-Wasserstoff-Gemische mit bis zu 10 Mol-% Wasserstoff. Die Berechnun-gen sind in der BAM nach einem Freistrahlmodell von Schatzmann und mit dem häufig bei Gasnetzbetrei-bern eingesetzten e.BEx-Tool® durchgeführt worden. Der Einsatz von Gaswarngeräten, die für reines Erdgas geeignet sind, ist für Erdgas-Wasserstoff-Gemische mit bis zu 10 Mol-% Wasserstoff grundsätzlich möglich, erfordert aber eine gesonderte Sicher-heitsbewertung und ggf. eine Nachkalibrierung. N2 - Power-to-Gas technology is used to convert excess power from renewable energies to hydrogen by means of water electrolysis. This hydrogen can serve as "chemical energy storage" and be converted back to elec-tricity or be fed into the natural gas grid. BAM has studied the addition of hydrogen to natural gas in view of explosion protection and has determined safety characteristics for natural gas-hydrogen mixtures. BAM investigated the explosion limits, the limiting oxygen concentrations, the maximum explosion pres-sures, KG values and the MESG. Two model gases have been investigated, pure methane and a model gas with portions of higher hydrocarbons. They represent the range of natural gases which are used in Germa-ny. The investigations have shown that none of the examined characteristics is affected significantly by the addition of up to 10 mol% hydrogen. The explosion ranges are increased only slightly and the mixtures remain in explosion group IIA; as is pure natural gas. Also the maximum explosion pressure and the rates of pressure rise of gas explosions are almost unaffected. Comparative calculations – on the basis of gas dispersion calculations – to determine hazardous areas (explosion zones) for pure natural gas and natural gas-hydrogen mixtures with up to 10 mol% hydrogen, also revealed only minor differences within the margin of error of the calculation methods. The calcula-tions were executed at BAM according to the free jet model from Schatzmann and with the e.BEx-Tool®, often applied by gas grid operators. In principle, gas detectors that are suitable for natural gas can be used for natural gas-hydrogen mixtures with a maximum of 10 mol% hydrogen. However, this requires a separate safety assessment and, if nec-essary, a recalibration. KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Energiespeicherung KW - Wasserstofftechnologie KW - Explosionsschutz KW - Erdgas-Wasserstoff-Gemische PY - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-372977 SP - 1 EP - 36 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-37297 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd A1 - Schmidt, Dirk T1 - Comparing tools of varying complexity for calculating the gas dispersion N2 - When handling flammable and/or toxic liquids or gases, the gas dispersion following a release of substance is a scenario to be considered in the risk assessment to determine the lower flammability distance (LFD) and toxicity thresholds. In this work a comparison of different gas dispersion tools of varying complexity ranging from a simple Gaussian model over a boundary layer model (BLM) and a Lagrangian model to CFD (in this case ANSYS CFX v14) is presented. The BLM covers the special case of liquid releases with formation of a pool. It does not only solve the gas dispersion but also calculates the evaporating mass flow out of the pool. The simulation values are compared to each other and to experimental data resulting mainly from our own open air experiments covering the near field and carried out on the Test Site Technical Safety of BAM (BAM-TTS) for different release types (pool evaporation, gas release) and topologies. Other validation data were taken from literature and cover large scale experiments in the range of several 100 m. KW - Gas dispersion KW - Modeling KW - CFD KW - Hazard assessment KW - Gauss KW - Lagrange PY - 2014 U6 - https://doi.org/10.1016/j.psep.2014.02.014 SN - 0957-5820 SN - 1744-3598 SP - 1 EP - 6(?) PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-30529 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis A1 - Schröder, Volkmar A1 - Tashqin, Temir A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schütz, S. A1 - Seemann, A. T1 - Explosion protection for mixtures of hydrogen and natural gas N2 - Safety characteristics for explosion protection for mixtures of hydrogen and natural gas were studied in laboratory tests. Also calculations on the explosion zones for mixtures of hydrogen and natural gas were conducted. Moreover calculation methods for the safety characteristics of such mixtures were tested aiming to reduce the high effort for the experimental determination of safety characteristics prospectively. Admixture of up to 10 mole% hydrogen to natural gas has very low influence on safety characteristics for explosion protection. With increasing hydrogen fraction the mixtures become mainly more „critical“ considering explosion protection, an substantial influence on explosion protection occurs for hydrogen fractions of more than 25 mole%. T2 - 21st World Hydrogen Energy Conference 2016 (WHEC) CY - Saragossa, Spain DA - 13.06.2016 KW - Power-to-gas KW - Explosion regions KW - Safety of hydrogen KW - Hydrogen energy KW - Explosion groups PY - 2016 SP - 818 EP - 819 AN - OPUS4-37998 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schalau, Bernd A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Lachenverdunstung bei höheren Dampfdrücken N2 - Bei vielen Störfallauswirkungsbetrachtungen, insbesondere im Rahmen des Leitfadens KAS-18, ist die Betrachtung einer Lachenverdunstung bzw. –verdampfung erforderlich. Für die Berechnung des Verdunstungsmassenstroms werden üblicherweise empirische Modelle eingesetzt. Ein grundsätzlicher Unterschiedzwischen den Modellen ist die Berücksichtigung des Dampfdrucks der freigesetzten Flüssigkeit. In einigenModellen wird eine lineare, in anderen eine logarithmische Abhängigkeit angenommen. Dies führt bei Stoffen mit einer Siedetemperatur, die nur geringfügig über der Umgebungstemperatur liegt, oder bei der Freisetzung von heißen Flüssigkeiten zu gravierenden Unterschieden in den berechneten Massenströmen. Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Betrachtung einer Lachenverdunstung in einem Lager. Da der mit den empirischen Modellen berechnete Verdunstungsmassenstrom proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist, und in einem Lager diese als gering angenommen werden kann, stellt sich die Frage, ob die Modelle für dieses Szenario anwendbar sind. Durch eigene experimentelle Untersuchungen im Freifeld, in einem Lagerraum und in einer Lagerhalle wurde eine Grundlage für die Beantwortung dieser Fragen geschaffen. PY - 2015 SN - 2191-0073 VL - 5 IS - 9 SP - 22 EP - 27 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-34312 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Erweiterung der empirischen Modellierung der Lachenverdunstung für geringe Windgeschwindigkeiten und hohe Dampfdrücke T2 - 12. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Deutschland DA - 2015-11-05 PY - 2015 AN - OPUS4-34783 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Schwergasausbreitung T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Frankfurt/Main DA - 2014-12-16 PY - 2014 AN - OPUS4-32759 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Ermittlung von Massenströmen T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Frankfurt/Main DA - 2014-12-16 PY - 2014 AN - OPUS4-32760 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Lachenverdampfung - Lachenverdunstung T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Frankfurt/Main DA - 2014-12-16 PY - 2014 AN - OPUS4-32761 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stajanca, Pavol A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Homann, Tobias A1 - Seifert, Stefan A1 - Schmidt, Dirk A1 - Weltschev, Margit A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Monitoring of pipes by distributed acoustic fibre optic sensors – A large-scale test on a pipeline under realistic operation condition N2 - The monitoring of oil and gas pipelines by means of distributed fibre optic sensors is becoming common. The most recent development in the field of fibre optic sensing is the distributed acoustic sensing (DAS), which allows to detect and to localize third party threats to pipelines. For this purpose, fibre optic telecommunication cables located close to the pipelines are usually used. However, DAS carries a far greater potential for continuous condition monitoring of pipelines. The interdisciplinary research project AGIFAMOR (Ageing Infrastructures – Fibre Optic Monitoring of Pipes) at BAM investigates a new technical approach to extend the application field of DAS towards the detection and localization of acoustic signals that indicate critical alterations and certain damage scenarios originated from within the pipeline or the pipe wall. Therefore, the optical fibre sensors are applied onto the pipe itself and the application procedure towards an optimal acoustic signal transduction is optimized. A number of laboratory scale experiments were performed focusing on the signal transmission of acoustic signals as well as the detection of damages in the pipe wall by means of DAS. Furthermore, real-scale tests on a pipeline DN100 of 38m length have been carried out at the BAM test site for technical safety (BAM-TTS) to study the detection and localization of leaks and of changing flow profiles due to corrosion or sedimentation processes. T2 - 13th Pipeline Technology Conference CY - Berlin, Germany DA - 12.03.2018 KW - Pipeline monitoring KW - Distributed acoustic sensing KW - Fiber optic sensing PY - 2018 SN - 2198-428X SP - Poster session, paper 9, 1 EP - 8 PB - EITEP (Euro Institute for Information and Technology Transfer in Environmental Protection) CY - Hannover AN - OPUS4-44519 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Stajanca, Pavol A1 - Weltschev, Margit A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - AGIFAMOR: Anwendung der verteilten akustischen und faseroptischen Sensorik zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen - Teil 2: Technische Hintergründe - Schadensursachen und Prüfeinrichtungen N2 - Schäden an Rohrleitungen können zu hohen Umweltbelastungen und wirtschaftlichen Schäden führen. Um die dauerhafte Verfügbarkeit der Infrastruktur zu gewährleisten, wird im Rahmen des Projekts AGIFAMOR an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) erprobt, inwiefern das Verfahren der verteilten akustischen faseroptischen Sensorik (Distributed acoustic sensing – DAS) zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen eingesetzt werden kann. Neben der DAS werden erprobte Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung wie Schallemissionsanalyse (SEA) und Beschleunigungssensoren eingesetzt. An dieser Stelle soll detailliert auf die Hauptschadensursachen an Rohrleitungen, den Versuchsstand zur mechanischen Belastung von Rohren sowie die Möglichkeiten zu Untersuchungen im Realmaßstab eingegangen werden. KW - Schadensursachen an Rohrleitungen KW - Monitoring von Rohrleitungen KW - Verteilte Faseroptische Sensorik KW - Rohrbiegeprüfstand KW - Leckage PY - 2018 SN - 2191-0073 VL - 8 IS - 3 SP - 24 EP - 29 PB - Springer VDI-Verlag GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-44507 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Experimentelle Untersuchungen zu Schäden an Membranabdeckungen im Biogasbereich N2 - Bei Störfallauswirkungsbetrachtungen an Biogasanlagen muss das Versagen der Membranabdeckung des Fermenters untersucht werden. Hierbei sind insbesondere Risse in derselben hinsichtlich des austretenden Massenstromes an Biogas zu bewerten, ebenso wie der durch eine Zündung resultierende Flammenstrahl. Zurzeit existieren für Membranabdeckungen jedoch keine Erkenntnisse zu realistischen Ausflussziffern für die Massenstromberechnung. Im Leitfaden KAS-32 wird für Störfallauswirkungsbetrachtungen für die Berechnung des austretenden Massenstromes eine Ausflussziffer von 1 und eine „Leckfläche" von 0,6 m2 vorgegeben. Die Anwendbarkeit verfügbarer Modelle zur Berechnung des Flammenstrahls ist bisher ebenso ungeklärt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurden in der BAM Versuche zur Bestimmung der Ausflussziffer, sowie der Zündung des austretenden Gases an einem 80 m3 Sack zur Speicherung von Biogas durchgeführt, der aus demselben Material besteht wie die in Biogasanlagen verwendeten Membranabdeckungen. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Biogas KW - Ausflussziffer KW - Membranabdeckung PY - 2019 SN - 978-3-89746-220-5 VL - 2019 SP - 142 EP - 152 AN - OPUS4-50857 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Experimentelle Untersuchungen zu Schäden an Folien- und Membranabdeckungen im Biogasbereich N2 - Bei Störfallauswirkungsbetrachtungen an Biogasanlagen muss das Versagen der Folien- oder Membranabdeckung des Fermenters untersucht werden. Hierbei sind insbesondere Risse in derselben hinsichtlich des austretenden Massenstromes an Biogas zu bewerten, ebenso wie der durch eine Zündung resultierende Flammenstrahl. Zurzeit existieren für Folien- oder Membranabdeckungen jedoch keine Erkenntnisse zu realistischen Ausflussziffern für die Massenstromberechnung. Im Leitfaden KAS-32 wird für Störfallauswirkungsbetrachtungen für die Berechnung des austretenden Massenstromes eine Ausflussziffer von 1 und eine „Leckfläche“ von 0,6 m2 vorgegeben. Die Anwendbarkeit verfügbarer Modelle zur Berechnung des Flammenstrahls ist bisher ebenso ungeklärt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurden in der BAM Versuche zur Bestimmung der Ausflussziffer, sowie der Zündung des austretenden Gases an einem 80 m3 Sack zur Speicherung von Biogas durchgeführt, der aus demselben Material besteht wie die in Biogasanlagen verwendeten Folien- und Membranabdeckungen. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Biogas KW - Riss KW - Folie KW - Ausflussziffer PY - 2019 AN - OPUS4-50864 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Bestimmung des Massenstroms T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Wiesbaden, Germany DA - 2014-03-27 PY - 2014 AN - OPUS4-30465 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Lachenverdampfung - Lachenverdunstung T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Wiesbaden, Germany DA - 2014-03-27 PY - 2014 AN - OPUS4-30466 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - VDI-Richtlinie 3783 Blatt 2, Ausbreitung von schweren Gasen T2 - LUP-Inhouse-Seminar 2014 im Regierungspräsidium Darmstadt CY - Wiesbaden, Germany DA - 2014-03-27 PY - 2014 AN - OPUS4-30467 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Ausflussziffer und Brandverhalten von Rissen in der Folienabdeckung von Biogasanlagen N2 - Bei Störfallauswirkungsbetrachtungen an Biogasanlagen muss das Versagen der Folienabdeckung der Gärbehälter untersucht werden. Hierbei sind insbesondere Risse in derselben hinsichtlich des austretenden Massenstromes an Biogas zu bewerten, ebenso wie der durch eine Zündung resultierende Flammenstrahl. Zurzeit existieren für Biogasfolien keine Erkenntnisse zu realistischen Ausflussziffern für die Massenstromberechnung. Die Anwendbarkeit verfügbarer Modelle zur Berechnung der Wärmestrahlung ist ebenso bisher ungeklärt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurden in der BAM Versuche an einem 80 m3 Biogassack durchgeführt. KW - Biogas KW - Ausflussziffer KW - Abbrand KW - Experimente PY - 2019 SN - 2191-007 VL - 9 IS - Juli/August 2019 SP - 24 EP - 29 PB - VDI Fachmedien GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-49181 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Pool evaporation - experimental data collection and modelling N2 - When handling flammable or toxic liquids or liquefied gases, the occurrence of a leakage and formation of a liquid pool is a scenario to be considered for risk assessment. Several models are available for the estimation of the evaporating mass flow, but only a very reduced number of experimental data is available for Validation purposes. In the last years, the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) in Berlin, Germany, carried out pool Evaporation experiments with different substances in basins with a Diameter ranging from 0,50 m to 1 m mainly on open air test sites with a built up (inner city) and a non-built-up (flat terrain) topography, but also in an enclosed space. The resulting experimental data sets cover a range of vapor pressures from 0,1 bar to 0,94 bar. The aim of this work is to make the füll data set publicly available and to provide a description of the experimental boundary conditions. Based on these data, a Validation of existing pool Evaporation models has been carried out and eventually led to a new formulation of an evaporation model, which is also presented here, covering the whole ränge from low wind speeds up to high vapor pressures. KW - Lache KW - Verdunstung KW - Verdampfung KW - Dampfdruck KW - Windgeschwindigkeit PY - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-491826 VL - 42 IS - 11 SP - 2450 EP - 2457 PB - WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-49182 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Sebastian A1 - Habib, Abdel Karim T1 - CFD-Simulation von Schwergasausbreitungen in bebautem Gelände N2 - Um die Ausbreitung von Schwergaswolken infolge störfallbedingter Freisetzungen in bebautem Gelände besser vorhersagen zu können, wird eine praxisorientierte Methode zur numerischen Simulation von Schwergasausbreitungen vorgestellt. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Schwergasausbreitung KW - CFD KW - OpenFOAM PY - 2019 SN - 978-3-89746-220-5 SP - 130 EP - 139 AN - OPUS4-49570 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Arndt, Detlef A1 - Scheider, Swen A1 - Prager, Jens A1 - Homann, Tobias A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Localization of transient events threatening pipeline integrity by fiber-optic distributed acoustic sensing N2 - Pipe integrity is a central concern regarding technical safety, availability, and environmental compliance of industrial plants and pipelines. A condition monitoring system that detects and localizes threats in pipes prior to occurrence of actual structural failure, e.g., leakages, especially needs to target transient events such as impacts on the pipe wall or pressure waves travelling through the medium. In the present work, it is shown that fiber-optic distributed acoustic sensing (DAS) in conjunction with a suitable application geometry of the optical fiber sensor allows to track propagating acoustic waves in the pipeline wall on a fast time-scale. Therefore, short impacts on the pipe may be localized with high fidelity. Moreover, different acoustic modes are identified, and their respective group velocities are in good agreement with theoretical predications. In another set of experiments modeling realistic damage scenarios, we demonstrate that pressure waves following explosions of different gas mixtures in pipes can be observed. Velocities are verified by local piezoelectric pressure transducers. Due to the fully distributed nature of the fiber-optic sensing system, it is possible to record accelerated motions in detail. Therefore, in addition to detection and localization of threatening events for infrastructure monitoring, DAS may provide a powerful tool to study the development of gas explosions in pipes, e.g., investigation of deflagration-to-detonation-transitions (DDT). KW - Distributed acoustic sensing (DAS) KW - Distributed vibrations sensing (DVS) KW - Fiber-optic sensing KW - Condition monitoring KW - Pipeline integrity KW - Gas explosion PY - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-488555 SN - 1424-8220 VL - 19 IS - 15 SP - 3322, 1 EP - 20 PB - MDPI CY - Basel, CH AN - OPUS4-48855 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Sebastian A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Krause, U. T1 - CFD-Simulation von Schwergasausbreitungen N2 - Um die Ausbreitung von Schwergaswolken infolge störfallbedingter Freisetzungen in bebautem Gelände besser vorhersagen zu können, wird eine praxisorientierte Methode zur numerischen Simulation von Schwergasausbreitungen vorgestellt. T2 - 15. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Brunswick, Germany DA - 21.05.2019 KW - Explosionsschutz KW - CFD KW - Schwergas KW - Gasausbreitung PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.7795/210.20190521G SP - 1 EP - 10 PB - Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) AN - OPUS4-48940 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mazzola, T. A1 - Hanna, S. A1 - Chang, J. A1 - Bradley, S. A1 - Meris, R. A1 - Simpson, S. A1 - Miner, S. A1 - Gant, S. A1 - Weil, J. A1 - Harper, M. A1 - Nikmo, J. A1 - Kukkonen, J. A1 - Lacome, J.-M. A1 - Nibart, M. A1 - Björnham, O. A1 - Khajehnajafi, S. A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Armand, P. A1 - Bauer, T. A1 - Fabbri, L. A1 - Spicer, T. A1 - Ek, N. T1 - Results of comparisons of the predictions of 17 dense gas dispersion models with observations from the Jack Rabbit II chlorine field experiment N2 - The Jack Rabbit II (JR II) chlorine field trials in 2015 and 2016 involved nine 5–20 ton releases of pressurized liquefied chlorine from a tank mounted 1 m above a broad flat desert sand surface. A model comparison study was initiated, where 17 widely-used dense-gas dispersion models were run by scientists in seven countries. Predictions were submitted following specified formats, using specified emissions and meteorology inputs. To compare with the model predictions, sets of observations were defined for the arc-maximum 1–3 s averaged concentrations (arc max C) and for cloud widths and heights (to 20 ppm and 200 ppm contours) at distances from 0.2 to 11.0 km from the release. The initial focus is on the three field trials (1, 6, and 7) that have the highest observed concentrations and that have detailed emissions information. It is found that these models are able to satisfactorily simulate (generally within a factor of two) the observed arc max C’s and their variation with downwind distance at this flat desert site. At each downwind distance, the scatter in the arc max C predictions covers about 1 ½ orders of magnitude, but the observed arc max C is within the range of the predictions. The median of the cloud width predictions is about 50% larger than the observed value for the three trials. The median of the cloud height predictions is within about 10% of the observed value. For both cloud width and/or height, there are a few models with large (factor of 3 or higher) overpredictions. Of the 17 models, when compared to observations, there is a core group of 5 or 6 with consistently (across all three trials and all distances) less mean error and scatter in their predictions of arc max C and cloud width and height. However, as a group, the 17 models are performing adequately (using the “factor of two” rule of thumb). An important caveat is that, at the JR II desert site, chlorine deposition is minimal. At a site with vegetation and/or organic-rich soil, the effects of removal of chlorine by deposition are expected to be significant. KW - Jack rabbit II chlorine field experiment KW - Dense gas dispersion KW - Model evaluation PY - 2021 U6 - https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117887 VL - 244 SP - 117887 PB - Elsevier Ltd. CY - Amsterdam AN - OPUS4-51845 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Weltschev, Margit A1 - Habib, Abdel Karim T1 - BAM-Projekt AGIFAMOR – Zustandsüberwachung von Rohrleitungen N2 - Rohrleitungssysteme sind aufgrund ihrer Funktion und Ausdehnung für den Betrieb, die Verfügbarkeit und die Sicherheit von Industrieanlagen von besonderer Bedeutung. Die bisher in definierten Intervallen durchgeführten, wiederkehrenden Prüfungen zur Sicherstellung leckagefreier Rohrleitungen sind kostenintensiv und mit einem erhöhten Aufwand verbunden. Mit dem interdisziplinären Forschungsprojekt AGIFAMOR (Ageing Infrastructures – Akustisches Monitoring von Rohrleitungen) arbeitet die BAM an der Entwicklung und Erprobung einer örtlich und zeitlich kontinuierlichen Zustandsüberwachung von Rohrleitungen basierend auf einem faseroptischen akustischen Messsystem, welches einen vergleichsweise geringen Installationsaufwand der Sensoren erfordert. Mit diesem Verfahren sollen vor allem betriebsbedingte Schädigungen infolge von Korrosion sowie daraus entstehende Pittings oder Risse erkannt und damit Leckagen verhindert werden. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie zum Teilaspekt „Detektion von Risswachstum“ wurde ein 2,5 m langes, definiert vorgekerbtes Stahlrohr mit der faseroptischen Sensorik (FOS) ausgestattet und quasistatisch unter 4-Punkt-Biegung belastet. Mit fortschreitender Belastung wächst, ausgehend vom vorhandenen Außenumfangskerb, ein Riss im Stahlrohr bis zum Erreichen der Leckage – in der Praxis ein gefährliches Schadensszenario. Parallel zur FOS erfolgten Messungen mit Schallemissionssensoren, Beschleunigungssensoren und Potentialsonden, deren Ergebnisse die Interpretation der FOS-Messergebnisse unterstützen sollen. T2 - 21. Kolloquium Schallemission CY - Fulda, Germany DA - 09.03.2017 KW - Beschleunigungssensoren KW - Faseroptische Sensorik KW - Schallemission KW - Monitoring KW - Rohrleitung PY - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-401811 SN - 978-3-940283-82-5 VL - DGZfP-BB 159 SP - Vortrag 17, 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-40181 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baensch, Franziska A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Weltschev, Margit A1 - Habib, Abdel Karim T1 - AGIFAMOR: Anwendung der verteilten akustischen und faseroptischen Sensorik zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen - Teil 1: Projektvorstellung und erste Vorversuche N2 - In der Prozessindustrie werden häufig gefährliche Stoffe eingesetzt, so dass auch kleinste Leckagen der medienführenden Anlagenteile zu Gefährdungen der Arbeitnehmer sowie zur Belastung der Umwelt führen können. Für die Gewährleistung einer dauerhaften Verfügbarkeit der Infrastruktur ist die frühzeitige Erkennung und Ortung von potentiell gefährlichen Veränderungen an den Wandungen von Rohrleitungen und Behältern (in Form von Rissen, Pittings und Ablagerungen) erforderlich. Am Beispiel von Rohrleitungen, sollen im Rahmen des Projekts AGIFAMOR an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), im Sinne einer Machbarkeitsstudie die Verfahren der verteilten akustischen und faseroptischen Sensorik zur kontinuierlichen Überwachung und Detektion potentiell gefährlicher Veränderungen in Industrieanlagen erprobt und qualifiziert werden. Dabei sollen die Applikation der optischen Sensorfasern hinsichtlich der Signalübertragung auf den Sensor optimiert und die Erkennung der für dieses Anwendungsgebiet relevanten Schallsignaturen entwickelt werden. Mithilfe eines solchen Messsystems können mit geringem Aufwand ausgedehnte Strukturen, auch unter erschwerten Bedingungen (z.B. hohe Temperatur, Einfluss von Chemikalien) kontinuierlich überwacht werden. KW - Beschleunigungssensoren KW - Faseroptische Sensorik KW - Schallemission KW - Monitoring KW - Rohrleitung PY - 2017 SN - 2191-0073 VL - 7 IS - 3 SP - 10 EP - 16 PB - Springer VDI-Verlag GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-40183 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Weltschev, Margit A1 - Schmidt, Dirk A1 - Baensch, Franziska A1 - Bohse, Jürgen A1 - Prager, Jens A1 - Habib, Abdel Karim T1 - AGIFAMOR – Application of distributed acoustic and fibre optic sensors for continuous monitoring of pipes N2 - Pipelines and industrial piping systems are particularly relevant regarding technical safety, availability and maintenance. Large flow rates of hazardous substances imply that even smallest leakages can lead to high environmental impacts. Therefore, and to ensure the availability of infrastructure, an early detection and localization of potentially hazardous degradations to the walls (e.g. cracks, pittings, sedimentation, etc.) of the containments is necessary. However, in many cases it is not feasible to equip pipelines with a large number of point sensors at reasonable expense. The principle of distributed fibre optic sensing relies on one single optical fibre, which simultaneously acts as a spatially continuous sensor as well as the signal transducer. Therefore, extensive structures can be provided with this type of sensor with comparatively low efforts. As a consequence, monitoring oil and gas pipelines using distributed fibre optic sensors is on the upswing. Besides the established methods to measure temperature and strain, distributed acoustic sensing (DAS) has lately received considerable attention as a means to detect and localize third party threats to pipelines (approach of vehicles, digging, mechanical manipulation). The so far not utilized potential of DAS as a means for continuous condition monitoring of pipes by detecting and localizing acoustic signals that point to certain damage scenarios, is currently under investigation in an interdisciplinary research project at BAM (AGIFAMOR, Ageing Infrastructures – Fibre Optic Monitoring of Pipes). In order to qualify distributed acoustic fibre optic sensors for this application area, we especially focus on detecting and identifying the relevant acoustic emissions of interesting degradations as well as on the optimal way of application of the optical fibres to the specimen to achieve an optimal signal transmission of acoustic signals. T2 - 12th Pipeline Technology Conference CY - Berlin, Germany DA - 02.05.2017 KW - Monitoring KW - Pipelines KW - Fibre optic sensing KW - Acoustic emission KW - Accelerometer PY - 2017 SN - 2198-428X VL - 2017 SP - Session 3.2 Leak Detection, 1 EP - 8 PB - EITEP (Euro Institute for Information and Technology Transfer in Environmental Protection) CY - Hannover AN - OPUS4-40186 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolpf, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Propangasbehälter im Feuer: Auswirkungen des Versagens N2 - In einer Großversuchsserie wurden auf dem BAM-TTS 15 11-kg-Propangasflaschen ohne Sicherheitseinrichtung mit drei verschiedenen Methoden (Holz, Benzinpool, Gas) unterfeuert. Der Beitrag beschreibt die dokumentierten Auswirkungen (z. B. Fragmentierung, Überdruck), die Art des Versagens sowie den Behälterzustand zum Zeitpunkt des Versagens. T2 - 13. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Behälterversagen KW - Gassicherheit KW - Feuerwehr KW - Propan KW - Auswirkungsbetrachtung PY - 2017 SN - 978-3-96057-032-5 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-42954 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Schalau, Bernd T1 - Bewertung der Gefährdungsbereiche durch Freistrahlen bei kurzen Freisetzungsdauern N2 - Beim Ansprechen von Sicherheitseinrichtungen werden unter Druck stehende Gase als Freistrahl freigesetzt. Die Abmessung des daraus resultierenden Gefährdungsbereiches ergibt sich durch den Vergleich mit einem Grenzwert, wie z. B. der unteren Zündgrenze. Die Berechnung des Freistrahles wird im Allgemeinen durch empirische oder Integralmodelle durchgeführt. Hierbei wird jedoch angenommen, dass die Freisetzungsdauer ausreichend lang ist, damit der Freistrahl einen stationären Zustand erreicht. Ist die Freisetzungsdauer durch ein kurzes Ansprechen der Druckentlastungseinrichtung oder einer geringen zur Verfügung stehenden Gasmenge nur kurz, stellt sich die Frage, inwiefern der resultierende Freistrahl die durch die stationäre Annahme in den Modellen berechneten Längen überhaupt noch erreicht, bzw. ab welcher Freisetzungsdauer von einem stationären Strahl ausgegangen werden kann. Um diese Fragestellung zu untersuchen wurden CFD Berechnungen durchgeführt. Variiert wurden hierbei die Gasdichte (unterschiedliche Stoffe), die Austrittsgeschwindigkeit, der Austrittsdurchmesser und die Freisetzungsdauer. Basierend auf diesen Untersuchungen wird diskutiert, ob eine Korrelation zwischen den Austrittsparametern und der Dauer bis zum Erreichen der Stationarität abgeleitet werden kann. Diese Korrelation ermöglicht dann aus den Ergebnissen der stationären Freistrahlmodelle, Aussagen für sehr kurze Freisetzungszeiträume zu treffen. T2 - 13. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 16.11.2017 KW - Freistrahl KW - CFD KW - Modellierung PY - 2017 AN - OPUS4-43392 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Mobile gas cylinders in fire: Consequences in case of failure N2 - Commercial, off-the shelf propane cylinders are subjected to high safety regulations. Furthermore, those cylinders are equipped with safety devices like pressure relief valves (PRV). Despite these regulations and safety measures, a failure of the Container is possible if exposed to an intense fire. The result of this is severe hazard for users, rescue forces and infrastructure. Within the framework of a destructive test series, 15 identical propane cylinders, without pressure relief devices, were exposed to an intensive fire in horizontal Position until failure. Each cylinder was filled with a mass of m =11 kg of liquid propane. Three different fire sources were used (wood, petrol, propane). The experiments revealed the failure of all cylinders in a time period t < 155 s. The failure lead to a fragmentation into several major parts with throwing distances of up to l =262 m. In all trials, the temperature of the cylinder wall (top, side, bottom), of the liquid phase inside and of the surrounding fire (top, side, bottom) was recorded. In addition, the inner cylinder pressure and the induced overpressure of the blast wave after the failure were recorded. Overpressures of up to p=0.27 bar were recorded close to the cylinder (l =5 m). AM tests were documented hy video from several positions (general view, close-up, high-speed 5000 fps). This test series creates the basis for further experimental studies in the field of alternative fuels for vehicles. The aim of this test series is to assess and analyse the consequences of the failure of gas vessels (for LPG, CNG, CGH2) in the aftermath of severe incidents. T2 - 12th International Symposium on Fire Safety Science CY - Lund, Sweden DA - 12.06.2017 KW - Explosion KW - Gas cylinders KW - Consequences PY - 2017 U6 - https://doi.org/X0.1016/j.firesaf.2017.05.006 SN - 0379-7112 VL - 91 SP - 989 EP - 996 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-43028 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Auswirkungen von Behälterversagen bei alternativen PKW-Antrieben - Teil 3: Auswirkungen des Versagens von 11-kg-Propangasbehältern im Feuer N2 - In Deutschland gibt es eine große Anzahl von Kraftfahrzeugen, die mit alternativen Antrieben (z. B. LPG (Liquefied Petroleum Gas), CNG (Compressed Natural Gas)) ausgerüstet sind. In zahlreichen Großversuchsserien untersucht die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Rahmen des internen Forschungsprojekts CoFi-ABV (Complex Fires – Auswirkungen von Behälterversagen) die Auswirkungen beim Versagen der Treibstoffbehälter dieser alternativen Antriebe. Ziel dieser Untersuchungen ist eine ganzheitliche Auswirkungsbetrachtung, um die Risiken für Feuerwehren und Rettungskräfte besser abschätzen zu können. Im Vorfeld zu den Versuchen für LPG- und CNG-Tanks wurden in einer weiteren Versuchsserie 15handelsübliche 11-kg-Propangasflaschen ohne Sicherheitseinrichtung unterfeuert. Alle 15 Behälter haben – wie zu erwarten war – versagt. Neben den Zustandsdaten des Behälters zum Versagenszeitpunkt (Temperatur des Behältermantels, Innendruck und -temperatur) wurden die Auswirkungen auf die Umgebung hinsichtlich Druckwirkung und Fragmentierung (Anzahl, Masse, Distanz, Richtung) dokumentiert. KW - Behälterversagen KW - Gassicherheit KW - Feuerwehr KW - Propan KW - Auswirkungsbetrachtung PY - 2017 SN - 2191-0073 VL - 7 IS - 11/12 SP - 25 EP - 32 PB - Springer-VDI-Verlag GmbH & Co. KG CY - Düsseldorf AN - OPUS4-43270 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Sczepaniak, Mariusz T1 - Mobile gas cylinders in fire: Consequences in case of failure N2 - Commercial, off-the shelf propane cylinders are subjected to high safety regulations. Furthermore, those cylinders are equipped with safety devices like pressure relief valves (PRV). Despite these regulations and safety measures, a failure of the container is possible if exposed to an intense fire. The result of this is severe hazard for users, rescue forces and infrastructure. Within the framework of a destructive test series, 15 identical propane cylinders, without pressure relief devices, were exposed to an intensive fire in horizontal position until failure. Each cylinder was filled with a mass of m =11 kg of liquid propane. Three different fire sources were used (wood, petrol, propane). The experiments revealed the failure of all cylinders in a time period t < 155 s. The failure lead to a fragmentation into several major parts with throwing distances of up to l =262 m. In all trials, the temperature of the cylinder wall (top, side, bottom), of the liquid phase inside and of the surrounding fire (top, side, bottom) was recorded. In addition, the inner cylinder pressure and the induced overpressure of the blast wave after the failure were recorded. Overpressures of up to p=0.27 bar were recorded close to the cylinder (l =5 m). All tests were documented by video from several positions (general view, close-up, high-speed 5000 fps). This test series creates the basis for further experimental studies in the field of alternative fuels for vehicles. The aim of this test series is to assess and analyse the consequences of the failure of gas vessels (for LPG, CNG, CGH2) in the aftermath of severe incidents. KW - Explosion KW - Gas cylinders KW - Consequences PY - 2017 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037971121730098X U6 - https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2017.05.006 SN - 0379-7112 SN - 1873-7226 VL - 91 SP - 989 EP - 996 PB - Elsevier AN - OPUS4-40550 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Krüger, Simone A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolph, Miachael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz ED - Aga, Diana ED - Daugulis, Andrew ED - Li Puma, Gianluca ED - Lyberatos, Gerasimos ED - Tay, Joo Hwa ED - Lima, Éder Claudio T1 - Hazards from failure of CNG automotive cylinders in fire N2 - Compressed natural gas (CNG) is a widely used automotive fuel in a variety of countries. In case of a vehicle fire where the safety device also malfunctions, a failure of the CNG automotive cylinder could occur. Such a cylinder failure is associated with severe hazards for the surrounding environment. Firstly, a comprehensive analysis is given below, summarizing various accidents involving CNG automotive cylinders and their consequences. In an extensive experimental program, 21 CNG automotive cylinders with no safety device were tested. Of the 21, burst tests were carried out on 5 Type III and 5 Type IV cylinders. Furthermore, fire tests with 8 Type III and 3 Type IV cylinders were conducted. Apart from cylinder pressure, inner temperature and cylinder mantle temperature, the periphery consequences, such as nearfield blast pressure and fragmentation are documented. The maximum measured overpressure due to a Type III cylinder failure was p = 0.41 bar. Each traceable fragment was georeferenced. All-in-all, fragment throw distances of d > 300 m could be observed. As one key result, it can be stated that the tested Type IV CNG cylinders showed less critical failure behavior then the Type III cylinders under fire impingement. KW - CNG KW - Composite cylinder KW - Gas cylinder KW - Tank failure KW - Fragments PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.12.026 SN - 0304-3894 SN - 1873-3336 VL - 367 SP - 1 EP - 7 PB - Elsevier CY - New York City, New York, USA AN - OPUS4-47135 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krentel, Daniel A1 - Rudolph, Michael A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Schalau, Bernd A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Mair, Georg T1 - Infrared radiation measurement at failure of mobile gas vessels N2 - 15 identical off-the-shelf propane cylinders (m = 11 kg liquid propane) were underfired. The infrared Radiation of the Explosion, that occurred in the aftermath of the vessel failure, was recorded using four bolometers. These measurements are compared with an estimation of the Maximum intensity gained by an Analysis of the Video data, an Extended Version of the Stefan-Boltzmann law and a BLEVE model. T2 - 26th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems CY - Boston, USA DA - 30.07.2017 KW - Failure of gas vessels KW - Propane cylinder KW - Gas explosion KW - Consequences KW - Infrared radiation PY - 2017 SP - 1 EP - 6 PB - FM Global CY - Seattle, USA AN - OPUS4-41993 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Stajanca, Pavol A1 - Weltschev, Margrit A1 - Wosidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - AGIFAMOR: Anwendung der akustischer und faseroptischer Sensorik zur Überwachung von Rohrleitungen; Teil 3: Technische Hintergründe - Messmethoden N2 - Schäden an Rohrleitungen können zu hohen Umweltbelastungen und wirtschaftlichen Schäden führen. Um die dauerhafte Verfügbarkeit der Infrastruktur zu gewährleisten, wird im Rahmen des Projekts AGIFAMOR an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) erprobt, inwiefern das Verfahren der verteilten akustischen faseroptischen Sensorik (Distributed acoustic sensing - DAS) zur kontinuierlichen Überwachung von Rohrleitungen verwendet werden kann. Neben der DAS werden erprobte Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung wie Schallemissionsanalyse (SEA) und Beschleunigungssensoren eingesetzt. An dieser Stelle soll detailliert auf die unterschiedlichen Messverfahren und deren spezifischen Einsatz im Rahmen des Projektes eingegangen werden. KW - Verteilten akustischen faseroptischen Sensorik KW - Überwachung von Rohrleitungen KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Schallemissionsanalyse KW - Beschleunigungssensorik PY - 2018 SN - 2191-0073 VL - 8 IS - 5 SP - 29 EP - 35 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-45933 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Non-threshold acoustic emission analysis of damage evolution in pipe segments of steel S355J2H under bending load N2 - Four-point bending tests were carried out to analyze the acoustic characteristics of damage development in pipe segments made of steel, grade S355J2H, being 2.5 m long with an outer diameter of 168 mm and 16 mm wall thickness. To induce stable crack growth, the pipe segments were pre-damaged by a 90°circumferential notch in the middle of the pipe length. While the pipe was quasi-statically loaded, microscopic damage and plastic deformation accumulated to form a macroscopic crack that grew through the pipe wall until leakage. For acoustic emission (AE) monitoring, four broadband sensors of type VS 900 M were mounted close to the notch. Continuous AE signal detection was performed by the non-threshold method. Advantages and disadvantages of the non-threshold AE monitoring compared to a commonly employed method analyzing only signals exceeding a predefined threshold are discussed. The results of AE analysis are compared to additional information on the crack growth detected by the direct current potential drop (DCPD) technique. These studies were carried out in the course of the interdisciplinary research project AGIFAMOR, Ageing infrastructures - distributed acoustic monitoring of pipes at BAM. T2 - 33rd European Conference on Acoustic Emission Testing CY - Senlis, France DA - 12.09.2018 KW - Acoustic emissions (AE) KW - Four-point bending test KW - Steel pipe KW - Crack initiation KW - Crack growth PY - 2018 SP - 340 EP - 347 CY - France, Senlis AN - OPUS4-45960 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Homann, Tobias A1 - Hussels, Maria-Teresa A1 - Prager, Jens A1 - Schmidt, Dirk A1 - Stajanca, Pavol A1 - Weltschev, Margit A1 - Wossidlo, Peter T1 - Feasibility study - Continuous monitoring of pipes using distributed acoustic and fibre optic sensors N2 - The feasibility study „AGIFAMOR. Ageing infrastructures – distributed acoustic monitoring of pipes” is an interdisciplinary research project at BAM internally financed from 2015 to 2018. Therefore, the quite young fibre optic sensing technology of distributed acoustic sensing (DAS) was investigated to possibly be extended towards a global condition monitoring system for pipelines operating in real time. DAS is a highly dynamic fibre optic sensing technology based on the method of coherent optical time domain reflectometry (C-OTDR). DAS allows capturing strain changes in the range of kHz. For the experimental work, the most suitable application yielding an optimum sensitivity was proven by wrapping a standard single-mode silica fibre around the pipe. The DAS sensitivity was investigated regarding the detection of 1) incidents that initiate propagation of acoustic waves in the pipe wall, 2) changes inside the pipeline causing altered flow and 3) damage development in the pipe wall. Therefore, several testing setups in laboratory as well as in real scale were realized. For comparison purposes, experiments were accompanied by acoustic emission analyses and by measurements with accelerometers. DAS was found to be very sensitive to gas ignition and its propagation across the pipe. Furthermore, the ability of DAS to detect and localize acoustic signals associated with pipeline leakage was demonstrated. The detection of crack formation and propagation within the pipe wall by means of DAS was studied during bending tests on several pipe segments, but was not proven so far with certainty. As expected, these studies turned out as the most difficult challenge due to the random occurrence and transient nature of microscopic damage phenomena. T2 - Proceedings of the International Symposium on Structural Health Monitoring and Nondestructive Testing CY - Saarbrücken, Germany DA - 04.10.2018 KW - Accelerometers KW - Acoustic emission KW - Fibre optic acoustic sensing KW - Continous monitoring KW - Bending tests on pipe segments KW - Leak detection PY - 2018 SP - Paper 21 AN - OPUS4-46375 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Stajanca, Pavol A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Homann, Tobias A1 - Seifert, Stefan A1 - Schmidt, Dirk A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Detection of leak-induced pipeline vibrations using fiber-optic distributed acoustic sensing N2 - In the presented work, the potential of fiber-optic distributed acoustic sensing (DAS) for detection of small gas pipeline leaks (<1%) is investigated. Helical wrapping of the sensing fiber directly around the pipeline is used to increase the system sensitivity for detection of weak leak-induced vibrations. DAS measurements are supplemented with reference accelerometer data to facilitate analysis and interpretation of recorded vibration signals. The results reveal that a DAS system using direct fiber application approach is capable of detecting pipeline natural vibrations excited by the broadband noise generated by the leaking medium. In the performed experiment, pipeline vibration modes with acceleration magnitudes down to single ug were detected. Simple leak detection approach based on spectral integration of time-averaged DAS signals in frequency domain was proposed. Potential benefits and limitations of the presented monitoring Approach were discussed with respect to its practical applicability. We demonstrated that the approached is potentially capable of detection and localization of gas pipeline leaks with leak rates down to 0.1% of the pipeline flow volume and might be of interest for monitoring of short- and medium-length gas pipelines. KW - Distributed acoustic sensing KW - DAS KW - Distributed vibration sensing KW - DVS KW - Fiber-optic sensors KW - Pipeline monitoring KW - Leak detection KW - Pipeline vibrations PY - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-457953 UR - http://www.mdpi.com/1424-8220/18/9/2841 SN - 1424-8220 VL - 18 IS - 9 SP - 2841, 1 EP - 18 PB - MDPI AN - OPUS4-45795 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Krentel, Daniel A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Krüger, Simone A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Experimental investigation of consequences of LPG vehicle tank failure under fire conditions N2 - In case of a vehicle fire, an installed LPG (liquefied petroleum gas) tank with a malfunctioning safety device poses severe hazards. To investigate the consequences in case of tank failure, we conducted 16 tests with toroidal shaped LPG vehicle tanks. Three tanks were used for a Hydraulic Burst Test under standard conditions. Another three tanks were equipped with a statutory safety device and were subjected to a gasoline pool fire. The safety device prevented tank failure, as intended. To generate a statistically valid dataset on tank failure, ten tanks without safety devices were exposed to a gasoline pool fire. Five tanks were filled to a level of 20 %; the re-maining five were filled to a level of 100 %. In order to gain information on the heating process, three tem-perature readings at the tank surface, and three nearby flame temperatures were recorded. At distances of l = (7; 9; 11) m to the tank, the overpressure of the shock wave induced by the tank failure and the unsteady tem-peratures were measured. All ten tanks failed within a time of t < 5 min in a BLEVE (boiling liquid expanding vapor explosion). Seven of these resulted directly in a catastrophic failure. The other three resulted in partial failure followed by catastrophic failure. A near field overpressure at a distance of l = 7 m of up to p = 0.27 bar was measured. All ten tests showed massive fragmentation of the tank mantle. In total, 50 fragments were found. These 50 fragments make-up 88.6 % of the original tank mass. Each fragment was georeferenced and weighed. Fragment throwing distances of l > 250 m occurred. For the tanks with a fill level of 20 %, the average number of fragments was twice as high as it was for the tanks that were filled completely. KW - Blast wave KW - BLEVE KW - Consequences KW - Explosion KW - LPG PY - 2018 UR - https://authors.elsevier.com/a/1XnFv_Ld32ewKu U6 - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2018.09.006 SN - 0950-4230 VL - 56 SP - 278 EP - 288 PB - Elsevier CY - Kidlington - Oxford AN - OPUS4-46238 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krentel, Daniel A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Experimental investigation of failure of LPG gas tanks in passenger cars during full fire development N2 - In continuation of a preceding test series involving sole LPG vehicle tanks, three passenger cars equipped with identical toroidal steel LPG tanks were set on fire. The tanks were installed in the space normally reserved for the spare tyre, in the car boot. No safety device was installed on the tank, in order to force critical failure of the cylinder. Two of the cars were equipped with a tank filled with liquefied propane to a level of 20 % (5.3 kg), the third one was filled completely (25.5 kg). The partially filled tanks failed critically within a time period of more than 20 min after the initiation of the fire. The fully-filled tank did not rupture; the propane was released continuously through a small leak that appeared during the fire. Comprehensive equipment was used to procure measurement data, enabling an analysis of potential consequences and hazards to humans and infrastructure within the vehicle surroundings. The inner status of the tank (pressure, temperature of the liquid phase and the steel casing), the development of the fire (temperature inside and around the vehicle) and the pressure induced in the near-field in case of tank rupture were recorded. The results were analysed in detail and compared against the data gained in tests involving sole, but identical LPG tanks. T2 - FIVE 2018 CY - Boras, Sweden DA - 03.10.2018 KW - Behälterversagen KW - LPG KW - Alternative Antriebe KW - Fahrzeugbrand KW - Auswirkungsbetrachtung PY - 2018 SN - 978-91-88695-95-6 VL - 51 SP - 123 EP - 131 PB - RISE Safety CY - Boras AN - OPUS4-46310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Frequenzanalyse von Schallemission an einem Stahlrohr unter Biegebeanspruchung N2 - Um ein tieferes Verständnis über die Schallemission bei der Entstehung und Ausbreitung von Rissen in Stahlrohrleitungen zu erlangen, wurde ein Stahlrohr der Güte S355J2H im Vierpunkt-Biegeversuch quasistatisch bis hin zum Wanddurchbruch (Leckage) belastet und mittels Schallemissionsmessung und Gleichstrompotentialmessung überwacht. Das Rohrsegment wurde durch einen 90°- Außenumfangskerb in der Mitte der Rohrlänge definiert vorgeschädigt, um davon ausgehend ein stabiles Risswachstum zu induzieren und die Analyse von Schallemission aus Rissereignissen, die am Kerb eintraten, sicherzustellen. Für die Schallemissionsmessung wurden vier Breitbandsensoren max. 105 mm vom Kerb entfernt montiert. Die Signalaufzeichnung erfolgte kontinuierlich und schwellwertunabhängig. Für die Gleichstrompotentialmessung wurde ein Gleichstrom von 300 A eingeleitet und der Potentialabfall über dem Kerb mit fünf Sonden entlang des Kerbs gemessen. Beide Messverfahren identifizieren die Rissinitiierung sowie Veränderungen im Risswachstum. Die detektierten Schallemissionsereignisse werden, unter Berücksichtigung spektraler Eigenschaften, mit fortschreitender Belastung und Rissentwicklung analysiert. Diese Studien wurden im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojekts AGIFAMOR, Aging infrastructure - Faseroptisches Monitoring von Rohrleitungen, an der BAM durchgeführt. T2 - 22. Kolloquium Schallemission und 3. Anwenderseminar Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Karlsruhe, Germany DA - 27.03.2019 KW - Schallemission KW - Frequenzanalyse KW - Rissbildung in Stahl PY - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-476888 SN - 978-3-947971-00-8 VL - 169 SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-47688 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schalau, Sebastian A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Michel, S. T1 - A modified k-ε turbulence model for heavy gas dispersion in built-up environment N2 - For hazard assessment purposes, the dispersion of gases in complex urban areas is often a scenario to be considered. However, predicting the dispersion of heavy gases is still a challenge. In Germany, the VDI Guideline 3783, Part 1 and 2 is widely used for gas dispersion modelling. Whilst Part 1 uses a gauss model for calculating the dispersion of light or neutrally buoyant gases, Part 2 uses wind tunnel experiments to evaluate the heavier-than-air gas dispersion in generic built up areas. In practice, with this guideline, it is often not possible to adequately represent the existing obstacle configuration. To overcome this limitation, computational fluid dynamics (CFD) methods could be used. Whilst CFD models can represent obstacles in the dispersion area correctly, actual publications show that there is still further research needed to simulate the atmospheric flow and the heavy gas dispersion. This paper presents a modified k-ε-turbulence model that was developed in OpenFOAM v5.0 (England, London, The OpenFOAM Foundation Ltd Incorporated) to enhance the simulation of the atmospheric wind field and the heavy gas dispersion in built-up areas. Wind tunnel measurements for the dispersion of neutrally buoyant and heavy gases in built-up environments were used to evaluate the model. As a result, requirements for the simulation of the gas dispersion under atmospheric conditions have been identified and the model showed an overall good performance in predicting the experimental values. KW - Atmospheric boundary layer KW - OpenFOAM KW - Heavy gas KW - CFD PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-568898 VL - 14 IS - 1 SP - 1 EP - 21 PB - MDPI AN - OPUS4-56889 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Untersuchung der Freistzung von Flüssigwasserstoff auf und unter Wasser N2 - In einer Reihe von Experimenten wurden die möglichen Folgen der Freisetzung von verflüssigtem Wasserstoff (LH2) auf, bzw. unter Wasser untersucht. Die Experimente zielten darauf ab, eine unbeabsichtigte Freisetzung von LH2 (z.B. durch Schlauchabriss) insbesondere bei der Betankung eines Schiffes zu simulieren. Für verflüssigtes Erdgas (LNG) wurden dabei sog. RPT’s (rapid phase transition) nachgewiesen, bei denen die spontane Verdampfung relevante Druckwellen erzeugt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass RPTs auch im Falle von LH2 möglich sind. Die Versuche wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit auf dem Testgelände Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) in Horstwalde, im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon im Rahmen des SH2IFT-Programms durchgeführt. Die LH2-Freisetzungen erfolgten direkt aus einem LH2-Tanklastwagen über eine lange, flexible, vakuumisolierte Transferleitung. Während die Freisetzung oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche jeweils vertikal orientiert war, wurde bei der Unterwasserfreisetzung zusätzlich eine horizontale Ausströmung, parallel zur Wasseroberfläche realisiert. Zur Bestimmung des Massenstromes, wurde ein Wägesystem unter dem Tankwagen eingesetzt. Spezielle Drucksensoren wurden verwendet, um die durch die Freisetzungsvorgänge erzeugten Stoßwellen sowohl im Wasser als auch in der Luft zu messen. Die Gaskonzentrationen über dem Wasserbecken wurden an verschiedenen Positionen gemessen. Hochgeschwindigkeits-, Infrarot- (IR) und normale Kameras wurden eingesetzt, um die Phänomenologie der Freisetzung aufzuzeichnen und das Verhalten der Gaswolke im Zeitverlauf zu verfolgen. Neben den fest installierten Systemen an Land, kamen auch Unterwasserkameras sowie eine Drohne mit Normal- und IR-Kameras zum Einsatz. Zwei Wetterstationen wurden zur Messung von Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit während aller durchgeführten Tests eingesetzt. Des Weiteren kamen Bolometer zur Wärmestrahlungsmessung zum Einsatz. Zwar führten die Freisetzung zu einer hochturbulenten LH2/Wasser Mischzone, jedoch zu keinen nennenswerten Überdrücken durch RPT. Im Gegensatz dazu wurde unerwartet, aber reproduzierbar, eine Zündung der Gaswolke in freier Luft in einiger Entfernung von den Instrumenten und dem Ort der Freisetzung beobachtet. Die daraus resultierenden Gaswolkenexplosionen führten zu relevanten Überdrücken und zur Wärmeabstrahlung in die Umgebung. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - LH2 KW - Flüssigwasserstoff KW - Gaswolkenexplosion KW - Freisetzung KW - RPT PY - 2024 AN - OPUS4-59716 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - van Wingerden, Kees ED - Beyer, Michael ED - Lucassen, Arnas T1 - Large-scale tests to investigate the consequences of exposing cryogenic storage vessels containing liquid hydrogen to a fire load N2 - Large Scale Experiments have been performed to determine whether a storage vessel containing liquid hydrogen (LH2) and caught in a fire engulfing the vessel can result in a BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) and if so its consequences. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Germany at the Hydrogen Test Area (H2TA) within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. Three tests were performed using double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessels was approximately 35-40 % in each of the tests performed. The fire load was provided by a propane fed burner-system positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. The conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. All vessels were equipped with K-type thermocouples at several locations at the inner and outer vessel shell. The pressure inside the inner vessel and in the space between the inner and outer vessels (vacuum pressure) was measured. Bolometers were used to measure the heat radiation generated by both the propane fire and that generated by a possible fireball/BLEVE. To measure blast generated by the vessel burst/BLEVEs blast pencils were positioned at up to three locations. Further several cameras were used to monitor the events: normal cameras, infrared (IR)-cameras, high-speed cameras also on board of an UAV. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure. A horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast wave. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - Prevention KW - Industrial explosions KW - BLEVE KW - LH2 KW - Fire ball KW - Fragments PY - 2022 U6 - https://doi.org/10.7795/810.20221124 SP - 168 EP - 181 AN - OPUS4-59440 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - van Wingerden, Kees ED - Beyer, Michael ED - Lucassen, Arnas T1 - Experimental investigation into the consequences of release of liquified hydrogen onto and under water N2 - Large-scale experiments have been performed to investigate the possible consequences of realistic amounts of liquified hydrogen (LH2) encountering water. The experiments aimed at simulating an accidental release of LH2 during especially the fuelling of a ship. For liquified natural gas (LNG) it has been demonstrated that when spilled onto water the evaporation rate can be that high that physical explosions occur which are referred as rapid phase transitions (RPTs). It cannot be excluded that RPTs are also possible in the case of LH2. The tests were performed in a 10 m x 10 m x 1.5 m basin filled with water, at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. LH2 releases were established releasing directly from a trailer carrying LH2 through a long flexible double vacuum insulated transfer line. The releases occurred from a height of 50 cm above and 30 cm under the water surface both pointing downwards and 30 cm under the water surface pointing along the water surface too. The release rate was determined based on the weight loss rate of the road tanker which was placed onto load cells. Special blast pressure sensors were used to measure the shock waves generated by the release processes both in the water and in the air. At several locations the gas concentration was measured. Heat radiation was measured at 3 distances from the point of release. High speed, Infrared (IR) and normal cameras were used to record events and to follow the gas cloud behaviour in time. This includes cameras mounted on a UAV and underwater cameras. Two weather stations were used to measure wind speed, wind direction, temperature and humidity during all tests performed. All investigated release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation but only minor over pressures. The main phenomenon observed was an ignition of the released gas cloud, resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The location of the ignition occurred in free air at some distance from the instrumentation and release location. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE 2022) CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - LH2 KW - RPT KW - Release KW - Gas cloud explosion KW - Heat radiation PY - 2022 SP - 182 EP - 196 AN - OPUS4-59441 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - van Wingerden, Kees T1 - Unterfeuerung von Flüssigwassersttofftanks - Topologie eines kritischen Behälterversagens N2 - In einer Versuchsreihe im Realmaßstab wurden drei Flüssigwasserstofftanks (LH2) unterfeuert. Hierbei sollte unter anderem geklärt werden, ob es, analog zu druckverflüssigten Gasen, zu einem BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Cloud Explosion) kommen kann. Die Experimente wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit des Testgeländes Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon, als Teil des SH2IFT-Programms durchgeführt. Es handelte sich um doppelwandige, vakuumisolierte Tanks von 1 m³ Volumen. Die zylindrischen Tanks unterschieden sich durch ihre Ausrichtung (horizontal oder vertikal) und das verwendete Isoliermaterial (Perlit oder Mehrschichtisolierung (MLI). Der Füllgrad der Tanks betrug bei jedem der durchgeführten Tests etwa 35-40 %. Die Brandlast wurde homogen durch ein propangasbetriebenes Brennersystem erzeugt. Gemessen wurden die Bedingungen im Behälter (Temperaturen und Druck) sowie äußere Randbedingungen und Auswirkungen beim Versagen (Wärmestrahlung, Druckwellen, Flammenballentwicklung und Fragmentierung). Mit Bolometern wurde die Wärmestrahlung gemessen, die sowohl durch das Propanfeuer als auch durch einen möglichen Feuerball/BLEVE erzeugt wurde. Zur Messung der durch das Bersten von Behältern/BLEVEs erzeugten Druckwellen wurden sog. Pencil-Probes verwendet. Des Weiteren wurden mehrere Kameras zur Überwachung der Experimente eingesetzt: Normalbildkameras, Infrarot (IR)-Kameras und Hochgeschwindigkeitskameras, sowohl bodengestützt als auch mittels einer Drohne. Zwei der untersuchten Tanks, ein horizontaler und der vertikale, die beide mit Perlit isoliert waren, hielten der Brandbelastung stand, ohne dass es zu einem Behälterversagen kam. Der mit MLI isolierte horizontale Behälter barst nach 1 Stunde und 6 Minuten und erzeugte dabei einen Feuerball, Trümmerflug und eine Druckwelle. Neben der Beschreibung der Auswirkungen eines kritischen Versagens eines LH2-Tanks sind weitere Ziele der Arbeit die Identifizierung kritischer Behälterzustände sowie die Erstellung eines umfassendes Datensatzes der Trümmer des geborstenen Tanks. Die größten Abstände für kritische Abstände ergaben sich durch Fragmentwurf. Hier sollen 3D-Scans für die Verwendung in CAD und FEM Anwendungen bereitgestellt werden. Umfassende Daten zu den Fragmentwurfweiten, -massen und -positionen wurden bereits publiziert. Damit soll die Voraussetzung geschaffen werden, um vorhandene Wurfweitenmodelle, die bisher nur für einschalige Behälter konzipiert wurden auf ihre Eignung für mehrschalige Behälter zu überprüfen oder mögliche Anpassungen anhand der realen Daten vornehmen zu können. Zudem wurde damit begonnen die nicht geborstenen Tanks zu vermessen und zu zerlegen, um u.a. die Perlit-Schüttung auf Beeinträchtigungen durch den Transport und die Unterfeuerung zu untersuchen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - LH2 KW - Flüssigwasserstoff KW - Bleve KW - Tank KW - Bersten KW - Unterfeuerung PY - 2024 SN - 978-3-948749-42-2 SP - 117 EP - 126 CY - Magdeburg AN - OPUS4-59711 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - van Wingerden, Kees T1 - Untersuchung der Freisetzung von Flüssigwasserstoff auf und unter Wasser N2 - In einer Reihe von Experimenten wurden die möglichen Folgen der Freisetzung von verflüssigtem Wasserstoff (LH2) auf, bzw. unter Wasser untersucht. Die Experimente zielten darauf ab, eine unbeabsichtigte Freisetzung von LH2 (z.B. durch Schlauchabriss) insbesondere bei der Betankung eines Schiffes zu simulieren. Für verflüssigtes Erdgas (LNG) wurden dabei sog. RPT’s (rapid phase transition) nachgewiesen, bei denen die spontane Verdampfung relevante Druckwellen erzeugt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass RPTs auch im Falle von LH2 möglich sind. Die Versuche wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit auf dem Testgelände Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) in Horstwalde, im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon im Rahmen des SH2IFT-Programms durchgeführt. Die LH2-Freisetzungen erfolgten direkt aus einem LH2-Tanklastwagen über eine lange, flexible, vakuumisolierte Transferleitung. Während die Freisetzung oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche jeweils vertikal orientiert war, wurde bei der Unterwasserfreisetzung zusätzlich eine horizontale Ausströmung, parallel zur Wasseroberfläche realisiert. Zur Bestimmung des Massenstromes, wurde ein Wägesystem unter dem Tankwagen eingesetzt. Spezielle Drucksensoren wurden verwendet, um die durch die Freisetzungsvorgänge erzeugten Stoßwellen sowohl im Wasser als auch in der Luft zu messen. Die Gaskonzentrationen über dem Wasserbecken wurden an verschiedenen Positionen gemessen. Hochgeschwindigkeits-, Infrarot- (IR) und normale Kameras wurden eingesetzt, um die Phänomenologie der Freisetzung aufzuzeichnen und das Verhalten der Gaswolke im Zeitverlauf zu verfolgen. Neben den fest installierten Systemen an Land, kamen auch Unterwasserkameras sowie eine Drohne mit Normal- und IR-Kameras zum Einsatz. Zwei Wetterstationen wurden zur Messung von Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit während aller durchgeführten Tests eingesetzt. Des Weiteren kamen Bolometer zur Wärmestrahlungsmessung zum Einsatz. Zwar führten die Freisetzung zu einer hochturbulenten LH2/Wasser Mischzone, jedoch zu keinen nennenswerten Überdrücken durch RPT. Im Gegensatz dazu wurde unerwartet, aber reproduzierbar, eine Zündung der Gaswolke in freier Luft in einiger Entfernung von den Instrumenten und dem Ort der Freisetzung beobachtet. Die daraus resultierenden Gaswolkenexplosionen führten zu relevanten Überdrücken und zur Wärmeabstrahlung in die Umgebung. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - Flüssigwasserstoff KW - LH2 KW - Freisetzung KW - RPT KW - Gaswolkenexplosion PY - 2024 SN - 978-3-948749-42-2 SP - 127 EP - 136 CY - Magedburg AN - OPUS4-59709 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Kant, Hanjo A1 - Schulze, Marcel A1 - Orchini, Alessandro T1 - Sicherheitstechnische Untersuchungen von Wasserstoff Freistrahlflammen bei Hochdruck im Realmaßstab N2 - Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle, welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 10 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen. Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen. Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - Wärmestrahlung KW - Wassersoff KW - Freistrahlflamme PY - 2024 SN - 978-3-948749-42-2 SP - 137 EP - 146 CY - Magdeburg AN - OPUS4-59912 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Hüllmann, Dino A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Krentel, Daniel A1 - Mair, Georg A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Szczepaniak, Mariusz A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Auswirkungen von Behälterversagen bei alternativen PKW-Antrieben - Teil 2: UAV-basierte Fernerkundung von Gaswolken N2 - Verkehrsunfälle unter Beteiligung von Fahrzeugen mit alternativen Kraftstoffen wie LPG („Autogas“, Liquefied Petroleum Gas), CNG (Compressed Natural Gas, komprimiertes Erdgas) oder CGH2 (Compressed Gas Hydrogen, komprimierter Wasserstoff), bergen neue, komplexe Risiken für Passagiere, Einsatzkräfte und deren Umfeld. Im Rahmen des Projektes „CoFi-ABV“ beschäftigt sich die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) unter Berücksichtigung komplexer Brand- und Explosionsszenarien mit einer ganzheitlichen Betrachtung der Auswirkungen des unfallbedingten Versagens von Gasbehältern für alternative Kraftstoffe. Ein wichtiger Teil des Forschungsvorhabens umfasst Entwicklung, Aufbau und Validierung einer unbemannten Flugplattform (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) zur Ferndetektion von Gaswolken. Für das sogenannte gassensitive Mini-UAV wird ein robuster Open-Path-Gasdetektor auf einer Sensorbewegungsplattform in Form eines modifizierten Kamera-Gimbals, integriert. Ziel ist es, ein leistungsfähiges und robustes Werkzeug zu entwickeln, welches Einsatzkräften im Falle eines Unfalls als Hilfe zur Abschätzung der Gefahr durch Gaswolken, ihrer Ausbreitung und der notwendigen Absperrbereiche zur Verfügung steht. Dieser Artikel ist der zweite der Reihe und legt, nach Projektvorstellung im ersten Teil, nun den Schwerpunkt auf das gassensitive Mini-UAV. KW - UAV KW - Fernerkundung KW - Open-Path-Gasdetektor KW - Alternative Antriebe/Kraftstoffe KW - Behälterversagen PY - 2016 SN - 2191-0073 VL - 6 IS - 11/12 SP - 23 EP - 28 PB - Springer-VDI-Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-38517 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Kant, Hanjo A1 - Schulze, Marcel A1 - Orchini, Alessandro ED - Nabizada, A. ED - Dechany, A. ED - B. Carré, B. ED - Stendardo, E. ED - Lappa, F. ED - Vanlaere, J. ED - Mendoza, M.J. ED - Dejonghe, M. ED - Daese, M. ED - Namazifard, N. ED - Jacops, R. ED - Jottrand, S. ED - Pahlavan, S. T1 - Real scale safety investigations of hydrogen jet flames at high pressure N2 - In order to reduce the human footprint of CO2 emissions and limit global warming effects hydrogen combustion is becoming increasingly important. To enable fuel cells and gas turbines to operates this carbon free fuel, unprecedently large amounts of hydrogen need to be produced and safely transported and stored. The investigation of the effects of accidents involving hydrogen is therefore becoming of outmost importance. Since hydrogen is usually stored and transported under pressure, one scenario to be considered is the release of hydrogen from a leakage with subsequent ignition. The resulting jet flame must be characterized with respect to the thermal radiation emitted into the environment to define safety regulations. Various models that characterize the resulting flame shape and radiation already exist in the literature, but these are mainly based on empirical data from hydrocarbon jet flames.[1-4] To verify these models, a H2 Jet Flame project conducted at BAM, is investigating the safety of momentum driven hydrogen jet flames. For this purpose, large-scale tests are carried out at the Test Site Technical Safety (BAM-TTS). The object of the investigations is to assess the effects of real scale release scenarios regarding flame geometry and the thermal radiation emitted. Parameters such as release angle, leakage diameter (currently 1 mm to 10 mm), pressure (currently up to max. 250 bar) and mass flow (up to max. 0.5 kg/s) are varied. In addition, influences such as the type of ignition, ignition location as well as delayed ignition can also be investigated. The gained knowledge will be compared with existing jet flame models, to validate these and identify a possible need for further development. In particular, the focus will be laid on the thermal radiation of hydrogen flames. The challenge here is the visualization and characterization of the flame geometry in an open environment. Visualization is performed using infrared (IR) camera systems from at least two viewing angles. Measurements of the heat radiation of jet flames, which can be found in the literature, are mostly based on unsteady outflow conditions. The experimental setup used here allows for the generation of a steady-state outflow for several minutes and thus a direct comparability with existing (steady-state) models. Furthermore, the tests can be carried out for comparative measurements with hydrocarbons (methane, etc.) as well as mixtures of hydrogen and hydrocarbons. T2 - European PhD Hydrogen Conference 2024 (EPHyC2024) CY - Gent, Belgium DA - 20.03.2024 KW - Thermal radiation KW - Release KW - Hydrogen KW - Jet flame PY - 2024 SP - 551 EP - 556 AN - OPUS4-59910 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krentel, Daniel A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Kluge, Martin A1 - Askar, Enis A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Mair, Georg A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Rudolph, Michael A1 - Schoppa, André A1 - Storm, Sven-Uwe A1 - Szczepaniak, Mariusz T1 - Auswirkungen von unfallbedingtem Behälterversagen bei alternativen Pkw-Antrieben - Teil 1: Problemstellung, Stand der Technik und Voruntersuchungen N2 - Flüssige und komprimierte Gase sind in Deutschland, Europa und der Welt vielfältig als alternative Kraftstoffe im Einsatz. Diese werden unter teilweise hohem Druck in robusten Behältern an Bord gespeichert. Ein Versagen des Treibstoffbehälters im Schadensfall sollen verschiedene Sicherheitseinrichtungen, auch bei einem eventuell unfallbedingt auftretenden Fahrzeugbrand, verhindern. Sind diese Sicherheitseinrichtungen unfallbedingt beschädigt oder liegen die Belastungen dieser Einrichtung außerhalb ihres Auslegungsbereichs, ist ein Versagen des Behälters dennoch möglich. Dadurch kann es zur Bildung eines explosionsfähigen Brennstoff-Luft-Gemischs mit den entsprechenden Folgen für Fahrgäste, Einsatzkräfte und Umfeld kommen. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) untersucht im Forschungsprojekt "CoFi-ABV" mit umfangreichen zerstörenden Versuchsreihen im Realmaßstab die Folgen des unfallbedingten Versagens von Behältern für alternative Kraftstoffe und Maßnahmen zur Reduktion dieser Folgen im Rahmen einer ganzheitlichen Auswirkungsbetrachtung. Dieser Beitrag ist der Start einer Reihe und soll die Problemstellung sowie die Projektinhalte umfassend erläutern. KW - Alternative Antriebe KW - Alternative Kraftstoffe KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand PY - 2016 SN - 2191-0073 VL - 6 IS - 9 SP - 39 EP - 46 PB - Springer-VDI-Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-37360 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -