Simulation of large scale hydrogen - air detonation with the aid of CFD

• Autorzy: Machniewski P. , Molga E.

Warianty tytułu

PL

Symulacja CFD detonacji wodorowo - powietrznej o dużej skali

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Application of Computational Fluid Dynamics (CFD) methodology for the simulation of industrial scale hydrogen detonation accident scenario is demonstrated in this work. The CFD model based on the reactive Euler equation set and one-step Arrhenius kinetics with tuned parameters at moderate computational cost in 2D geometry, allowed for satisfactory agreement of calculated overpressure field and detonation front velocity with the published measurement results taken during large scale (300 m₃ hemisphere) open-space detonation of stoichiometric hydrogen - air mixture.

PL

Przedstawiono użycie metodologii obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) do symulacji sytuacji awaryjnych związanych z wybuchem detonacyjnym mieszaniny wodom i powietrza o zasięgu typowym dla w skali przemysłowej. Podano wyniki obliczeń opartych na równaniach Eulera dla ośrodka ściśliwego z jednoetapową reakcją chemiczną, której kinetykę modelowano za pomocą równania Arrheniusa o odpowiednio dobranych parametrach. Uzyskano zadowalającą zgodność przewidywanego nadciśnienia fali uderzeniowej oraz prędkości frontu fali detonacyjnej, obliczonych podczas symulacji 2D, z opublikowanymi wynikami pomiarów przeprowadzonych podczas detonacji stechiometrycznej mieszaniny wodom i powietrza w półsferycznym balonie o pojemności 300 m₃ w przestrzeni otwartej.

Słowa kluczowe

EN

CFD; detonation; hydrogen safety; accident scenario

PL

CFD; detonacja; bezpieczeństwo; wodór; scenariusz awaryjny

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Inżynieria i Aparatura Chemiczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 3
• Strony: 88--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Machniewski P.

• Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Politechnika Warszawska, Warszawa

autor

Molga E.

• Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Politechnika Warszawska, Warszawa

Bibliografia

• 1. Bjerketvedt D., Bakke J.R., van Wingerden K., (1997). Gas explosion handbook, J. Hazardous Materials, 52, 1-150. DOI: 10.1016/S0304-3894(97)81620-2
• 2. Groethe M., Merilo E., Colton J., Chiba S., Sato Y., Iwabuchi H., (2007). Large-scale hydrogen deflagrations and detonations. Int. J. Hydr. Energy, 32, 2125-2133. DOI: /10.1016/j.ijhydene.2007.04.016.
• 3. Heidari A., Ferraris S., Wen J.X., Tam V.H.Y., (2011) . Numerical simulation of large scale hydrogen detonation. International. Int. J. Hydr. Energy, 36, 2538-2544. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2010.05.093
• 4. Liou M.S., (1996). A sequel to AUSM: AUSM+. J. Comp. Phys., 129, 364-382. DOI: 10.1006/jcph. 1996.0256
• 5. Yanez J., Kotchourko A., Lelyakin A., Gavrikov A., Efimenko A., Zbikowski M., Makarov D., Molkov V., (2011). A comparison exercise on the CFD detonation simulation in large-scale confined volumes. Int. J. Hydr. Energy, 36, 2613-2619. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2010.04.133

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

This work is supported within the project EVARIS funded by the National Centre for Research and Development (Poland) under the agreement DOB-BIO7/09/03/201