Filtern
Dokumenttyp
- Beitrag zu einem Tagungsband (8)
- Zeitschriftenartikel (2)
- Buchkapitel (1)
- Vortrag (1)
- Posterpräsentation (1)
Schlagworte
- CFD (13) (entfernen)
Organisationseinheit der BAM
Eingeladener Vortrag
- nein (1)
Die sichere Lagerung und der Transport von Flüssigwasserstoff (LH2) verlangen nach verlässlichen Abschätzungen möglicher Risiken durch Feuer oder Explosion. Aufgrund des breiten Explosionsbereichs (4 Vol.-% - 74 Vol.-%) reagiert Wasserstoff sehr schnell und produziert hohe Flammentemperaturen. Da Wasserstoffflammen ruß- bzw. farblos sind, ist Wärmestrahlung im Fernfeld kein Risikofaktor. Allerdings stellen die hohe lokale Wärmestrahlung und die nicht sichtbaren Flammen eine Gefahr für Menschen und Infrastruktur in der Nähe dar. Es ist daher notwendig die Gefahren von LH2-Feuern sorgfältig zu bewerten.
Einerseits sind experimentelle Untersuchungen verschiedener Szenarien teuer, andererseits können sie teilweise auch praktisch nicht durchführbar sein. Numerische Simulationen dieser Szenarien können ein Ausweg aus diesem Problem sein. In der vorliegenden Arbeit wird ein solcher Ansatz genutzt, um große Brandszenarien mit LH2 mittels CFD (Computational Fluid Dynamics) zu modellieren und so die notwendigen Sicherheitsabstände abzuschätzen. Der Fokus liegt dabei auf der Simulation von Jet- und Pool-Feuerszenarien mit einem kommerziellen CFD-Code (Ansys CFX). Die benötigten geometrischen Modelle werden für Jet- und Pool-Feuer erstellt und mit den nötigen Randbedingungen implementiert. Wichtige Submodelle für chemische Reaktionen (Einschritt- und detaillierte Modelle), Verbrennung (Eddy-Dissipation- und Flamelet-Modell) und Strahlung (Discrete-Transfer-Modell) werden genutzt. Die maximal simulierten Flammentemperaturen liegen bei ~2100 K für Jet-Feuer und ~2300 K für Pool-Feuer. Um Aussagen zu thermischen Sicherheitsabständen zu treffen, wurden die Spezifischen Ausstrahlungen (SEP) ermittelt und anschließend entsprechende Positionsfaktoren gewählt, um verlässliche Sicherheitsabstände zu berechnen. Je nach Bedarf können CFD-Modelle sowohl für qualitative als auch für quantitative Risikobewertungen von LH2-Großbränden genutzt werden.
Scenarios of underground gas pipeline failure, crater formation, dispersion of gas, explosion and subsequent fires are investigated with semi-empirical and with CFD (Computational Fluid Dynamics) modelling. In order to strengthen the accident based learning approaches present investigations are performed in the context of recent GAIL (Gas Authority of India Limited) natural gas pipeline incident occurred in India. The foreseeability of damages to lives of people and assets due to explosion overpressure and thermal radiation are assessed. The released gas is considered as slightly dense-than-air i.e. 1.5 times. Depending on the LFL (Lower Flammability Limit) of gas the dispersion diameter and heights are predicted which followed the visual evidences appropriately. The model was furthermore tested with an even denser medium and was found to be worked well there too. The estimated explosion overpressures with the standard methods and also with CFD reproduced the scenario nicely. The effects of congestion VBR (Volume Blockage Ratio) in form of vegetation on stable atmospheric boundary layer flow is analysed and its contribution towards turbulence and hazard enhancement is studied.
It is found that the major source of fatalities was higher thermal radiation emitted by pool fires of methane. The estimated thermal safety distances clearly demonstrate the ignorance/under estimation of likelihood and consequence of such hazardous events. For such incidents CFD demonstrated a strong capability to assess the pre or/and post events foreseeabilities within a reasonable amount of time and with an acceptable level of accuracy meeting the industrial needs for risk analysis.
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.