TY - CONF A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Blankenhagel, Paul T1 - Organic peroxide fireballs - Project summary (2016 - 2018) N2 - Final report of research activities at BAM concerning large scale fireballs of organic peroxides (OP). New models for OP fireball diameter, duration, height and Surface Emmissive Power (SEP) are proposed and discussed based on a large number of large-scale and small-scale experiments using Di-tert-butylperoxide (DTBP) as a liquid OP and heptane as a liquid hydrocarbon fuel. Finally, CFD simulations are used to predict the fireball parameters: diameter, duration, height and SEP. Also the impact on the German storage regulations for organic peroxides are discussed. T2 - IGUS EOS Meeting 2019 CY - Brussels, Belgium DA - 21.04.2019 KW - Fireball KW - Organic Peroxide KW - DTBP KW - Thermal Radiation KW - CFD KW - Safety distances PY - 2019 AN - OPUS4-48522 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Blankenhagel, Paul T1 - Feuerbälle flüssiger organischer Peroxide - neue Ergebnisse aus Großversuchen N2 - Bei thermischer Belastung von flüssigen organischen Peroxiden in metallischen Transportverpackungen können Feuerbälle entstehen, die sich mit immenser explosiver Heftigkeit bilden und hinsichtlich der von ihnen ausgehenden Wärmestrahlungsbelastung sicherheitstechnisch zu bewerten sind. Da sich diese Feuerbälle von flüssigen Kohlenwasserstoffen unterscheiden, wird ein neues Modell vorgestellt, um mittels semi-empirischer Gleichungen insbesondere den Durchmesser und die Standzeit solcher Feuerbälle zu beschreiben und mit herkömmlichen Modellen für Kohlenwasserstoffe zu vergleichen. Es wurden Versuche mit unterschiedlichen Befeuerungsmethoden unter Verwendung von Stahlfässern, befüllt mit bis zu 155 kg DTBP, durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass abhängig von der Befeuerungsmethode (Holz/Gas) unterschiedlich große Massen DTBP in den sich bildenden Feuerbällen umgesetzt werden (16 kg bis 155 kg). Bei den Experimenten wurden IR-Kameras, Strahlungssensoren und Videokameras eingesetzt. Aufgrund der Messungen und der optischen Auswertungen konnten neue modifizierte Gleichungen unter Anpassung der Konstanten für Kohlenwasserstoffe entwickelt und validiert werden. Weiterhin wurde die Wärmestrahlungsbelastung auf Mensch und Umgebung berechnet und die einzuhaltenden Sicherheitsabstände bestimmt. T2 - ProcessNet Arbeitsausschuss "Reaktionstechnik sicherheitstechnisch schwieriger Prozesse (AA-RTSSP) CY - Berlin, Germany DA - 25.10.2017 KW - Organische Peroxide KW - DTBP KW - Feuerball KW - Wärmestrahlung KW - Sicherheitsabstand PY - 2017 AN - OPUS4-43066 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Schönbucher, A. A1 - Schälike, Stefan A1 - Vela-Wallenschus, Iris A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter ED - Schmidt, J. T1 - CFD simulation of large hydrocarbon and peroxide pool fires T2 - Process and plant safety: applying computational fluid dynamics KW - Pool fire KW - JP 4 KW - Organic peroxide KW - DTBP KW - CFD KW - Surface emissive power KW - Irradiation KW - Safety distances PY - 2012 SN - 978-3-527-33027-0 N1 - Geburtsname von Vela-Wallenschus, Iris: Vela, I. - Birth name of Vela-Wallenschus, Iris: Vela, I. IS - Chapter 9 SP - 139 EP - 157 PB - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA AN - OPUS4-25897 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schälike, Stefan A1 - Mishra, Kirti Bhushan A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Schönbucher, A. T1 - Experimentelle Untersuchung der Massenabbrandraten multipler n-Heptan und Di-tert-butylperoxid Poolfeuer T2 - 3. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztag / vfdb-Workshop N2 - Es werden Experimente zur Bestimmung der Massenabbrandraten von multiplen Poolfeuern präsentiert. Als Modellsubstanzen dienen n-Heptan und Di-tert-butylperoxid (DTBP). Es werden Versuche im Labormaßstab mit Durchmessern von d = 6 cm und relativen Abständen von 0.08 ≤ D/d ≤ 4 beschrieben und durch Feldversuche mit Pooldurchmessern d = 1.5 m und relativen Abständen zwischen den Pool von 0.17 ≤ D/d ≤ 1 ergänzt. Es kann gezeigt werden, dass die Massenabbrandraten multipler Feuer im Vergleich zu Einzelfeuern mit gleicher Brennstoffoberfläche bis zu einem Faktor 5.9 (n-Heptan) und 1.6 (DTBP) erhöht sind. Die Erhöhung ist abhängig vom relativen Abstand zwischen den Pools D, der Anzahl der Pools N und vom jeweiligen Brennstoff und zeigt ein lokales Maximum, welches mit dem Merging-Bereich der Flammenverschmelzung zusammenfällt. Die Massenabbrandrate als Funktion des relativen Abstandes zwischen den Pools kann durch eine Vergrößerung der Flammenbodenoberfläche infolge Flammenverschmelzung erklärt werden. T2 - 3. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztag / vfdb-Workshop CY - Magdeburg, Germany DA - 22.03.2013 KW - Multiple Poolfeuer KW - Massenabbrandraten KW - n-Heptan KW - DTBP PY - 2013 SN - 978-3-00-041601-9 SP - 1 EP - 11 AN - OPUS4-27982 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mishra, Kirti Bhushan A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter T1 - CFD modeling of spill characteristics of flammable liquids T2 - 22nd Journées d´Etudes of the Belgian section of the combustion institute T2 - 22nd Journées d´Etudes of the Belgian section of the combustion institute CY - Heverlee, Belgium DA - 2012-09-11 KW - Flammable liquids KW - Spill characteristics KW - CFD modeling KW - Overflow Reynolds number KW - Jet A KW - DTBP KW - Vapor cloud PY - 2012 SP - 18 EP - 19 AN - OPUS4-27924 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Mishra, Kirti Bhushan A1 - Steinbach, J. T1 - Feuerbälle organischer Peroxide: Thermische Strahlung und Sicherheitsabstände T2 - 14. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik N2 - Das Abbrandverhalten und die thermische Strahlung von Poolfeuern organischer Peroxide (OP) wurden bereits in der Vergangenheit ausführlich untersucht. Dabei ergaben sich zum Teil erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Abbrandraten, Temperaturen, Strahlungsintensitäten und Flammenlängen im Vergleich zu flüssigen Kohlenwasserstoffen. Das größere Gefahrenpotenzial von OP führt zu strikteren Sicherheitsbestimmungen für Lagerung und Transport. Da das Gefahrenpotenzial maßgeblich von den tatsächlich auftretenden Szenarien abhängt, ist eine Bewertung solcher Ereignisse unumgänglich um nachhaltig die Gesundheit von Mensch und Umgebung zu sichern. Ein Metallfass, gefüllt mit 200 Litern DTBP (Di-tertiär-butylperoxid), wurde auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM einem Außenfeuer ausgesetzt. Durch den starken Wärmeeintrag erhöht sich die Massenabbrandrate des Peroxids um ein Vielfaches und das Fass entleert sich schließlich unter Ausbildung mehrerer Feuerbälle. Die Flammengröße, Flammentemperatur und damit die thermische Strahlung überschreiten die der gewöhnlichen OP-Poolfeuer. Die resultierenden höheren Sicherheitsabstände sind abschließend berechnet. T2 - 14. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik CY - Berlin, Germany DA - 14.06.2016 KW - DTBP KW - Feuerbälle KW - Organische Peroxide KW - Thermische Strahlung PY - 2016 SN - 978-3-9817853-5-7 SN - 0938-5533 SP - 126 EP - 133 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-37881 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Mishra, K. B. A1 - Steinbach, J. T1 - Prediction of organic peroxide fireball characteristics using CFD simulation T2 - Proceedings of the 8th European Combustion Meeting 2017 N2 - Single and multiple fireballs of di-tert-butyl peroxide are numerically investigated using ANSYS CFX. Calculations contain varying inlet conditions, scale-adaptive shear stress turbulence modeling and one-step combustion reaction on a three-dimensional hexahedral mesh. Time-resolved flame temperatures, sizes and thermal radiation are compared to experimental results. There, fireballs were generated by fire engulfment of steel drums containing 200 l substance. After a vigorous burning, the remaining peroxide forms single and multiple fireballs involving 10 % to 20 % of the initial amount. The comparison of all simulations and two selected experiments show the special numerical treatment required for organic peroxides. Finally, the numerical predictions of irradiance in 30 m distance to the fire show a good agreement for both experiments. This proves the use of CFD as an appropriate method for thermal hazard assessment and the prediction of safety distances for organic peroxide fireballs. T2 - 8th European Combustion Meeting 2017 CY - Dubrovnik, Croatia DA - 18.04.2017 KW - Organic peroxide KW - DTBP KW - Fireball KW - Steel drum KW - Simulation PY - 2017 SN - 978-953-59504-1-7 AN - OPUS4-39992 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Mishra, K. B. A1 - Steinbach, J. T1 - Fireballs as a possible hazard scenario of organic peroxides in steel drums T2 - MBE Tagungsband 2017 N2 - To simulate a full fire engulfment during transportation or storage a closed removable head steel drum filled with 200 l Di-tert-butyl peroxide (DTBP) is subjected to a wood fire. Due to the enormous heat flux and the exothermic self-decomposition large flames arise and finally multiple fireballs occur. The fireballs consume up to 20 % of the total mass (20 % equals to 31 kg). They are characterized by high surface emissive power and large flames associated with high thermal radiation causing spontaneous ignition of objects in the surrounding. The measured sizes of the DTBP fireballs are smaller compared to the results of the general equations for hydrocarbon fireballs. Because these equations are recommended by the Health and Safety Executive (UK) to be applicable for organic peroxides explicit comparisons of DTBP with LPG, diesel and gasoline concerning the characteristics of fireballs are carried out. Also the burning time is compared and confirms a faster combustion of the peroxide. Moreover, the development of size and emissive power for DTBP and diesel fireballs are compared in a normalized graph. The results provide the assumption that new empirical models are required to be developed for hazard assessment of organic peroxide fireballs. T2 - 5. Brand- und Explosionsschutztage 2017 CY - Magdeburg, Germany DA - 23.03.2017 KW - Organic peroxide KW - DTBP KW - Fireball KW - Steel drum KW - Simulation PY - 2017 SN - 978-3-00-056201-3 DO - https://doi.org/10.978.300/0562013 VL - 2017 SP - 1 EP - 9 PB - Otto-von-Guericke-Universität CY - Magdeburg AN - OPUS4-39994 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Blankenhagel, Paul A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter A1 - Mishra, K. B. A1 - Steinbach, J. T1 - The capability of commercial CFD code to predict organic peroxide fireball characteristics JF - Journal of Hazardous Materials N2 - Fireballs of liquid organic peroxides differ from those of liquid hydrocarbon fuels. Modified equations for predicting the fireball diameter, height, surface emissive power and the duration in dependence of the fuel mass are presented for di-tert-butyl peroxide. They base on 13 steel drum tests with fuel masses from 10 kg to 168 kg. Moreover, computational fluid dynamics simulations are performed using the laminar flamelet approach and a statistically turbulence treatment. Fireballs involving peroxide from 10 kg to 80 kg were simulated and their properties compared to the experimentally developed models. The deviations of each property are partially compensating each other leading to an adequate prediction of thermal safety distances for both, a time-independent and a time-averaged treatment. Simulations prove to be a good tool for predicting thermal radiation hazards of fireball scenarios. KW - Fireball KW - CFD simulation KW - Organic peroxide KW - Fire safety KW - DTBP PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.11.011 SN - 0304-3894 SN - 1873-3336 VL - 365 SP - 386 EP - 394 PB - Elsevier AN - OPUS4-47054 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -