Analiza skutków wyrwania trzpienia z korka autoklawu wypełnionego agresywnym medium pod wysokim ciśnieniem

• Autorzy: Jach K. , Radomski M. , Świerczyński R. , Bajkowski M.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the effects of breaking out the pin from the stopper of the autoclave filled with aggressive media under high pressure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy skutków awarii autoklawu wypełnionego niebezpiecznym płynem pod wysokim ciśnieniem (400 MPa). Zbudowano niestacjonarny i osiowosymetryczny, fizyczno-numeryczny model 2D, umożliwiający komputerową symulację badanego zjawiska. Przyjęto przy tym, że podczas awarii wyrwany z korka trzpień jest napędzany wypływającym z wnętrza autoklawu płynem oraz występuje wypływ płynu pod wysokim ciśnieniem do otoczenia, któremu towarzyszy powstanie propagującej w powietrzu fali uderzeniowej. W wyniku analizy wyznaczono maksymalną prędkość i energię kinetyczną trzpienia oraz wielkości charakteryzujące falę uderzeniową. Na podstawie wielkości charakteryzujących falę uderzeniową generowaną przez wypływający płyn wyznaczono równoważnik trotylowy.

EN

In the paper were shown the results of the analysis of the consequences of an autoclave accidents, which is filled with dangerous fluid under high pressure (400 MPa). An axisymmetric, nonstationary, physic-numerical 2D model was built - that enables a computer simulation of the studied phenomenon. There was adopted that during the accident the pin breaks out from the stopper is driven by fluid which is flowing from the interior of the autoclave and then there is an outflow of high pressure fluid to the environment - as a result is created a propagating shock wave in the air. The analysis allows to determine the maximum velocity and kinetic energy of the pin and characteristic parameters of the shock wave, which were used to appoint the trinitrotoluene (TNT) equivalent.

Słowa kluczowe

PL

zbiornik wysokociśnieniowy; analiza zagrożenia; równoważnik trotylowy

EN

autoclave; risk analysis; trinitrotoluene (TNT) equivalent

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 24, nr 55
• Strony: 50--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Jach K.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Radomski M.

• Instytut Mechaniki i Poligrafii, Politechnika Warszawska

autor

Świerczyński R.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Bajkowski M.

• Instytut Mechaniki i Poligrafii, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• 1. Pihowicz W: Inżynieria bezpieczeństwa technicznego: problematyka podstawowa. Warszawa: WNT, 2008.
• 2. Nizielski M., Urbaniec K.: Aparatura przemysłowa. Warszawa: OWPW, 2010.
• 3. Eggers R. (ed.).: Industrial high pressure applications: processes, Equipment and Safety. Wiley-VCH, Weinheim, 2012.
• 4. Bajkowski M., Barcz K., Radomski M.: Wymagania formalno-prawne oceny ryzyka dla urządzeń ciśnieniowych, Raport nr 1.9.1/13. Maszynopis, Warszaw: IMiP PW, 2013.
• 5. Jach K.: Modelowanie komputerowe zjawisk kumulacyjnych. Warszawa: WAT, 1990.
• 6. Jach K. i in.: Komputerowe modelowanie dynamicznych oddziaływań ciał metodą punktów swobodnych. Warszawa: PWN, 2001.
• 7. Wilkins M. L.,: Modelling the behaviour of materials, structural impact and crashworthiness. In: Proceedings of the International Conference on Structural Impact and Crashworthiness. London 1984, Vol.2., p. 243-277.
• 8. Steinberg D. J., Cochran S.G., Guinan M.W.: A constitutive model for metals applicable at high-strain rate. “Journal of Applied Physics” 1980, Vol. 51, p. 1498-1504.
• 9. Johnson G.R., Lindholm U.S.: Strain-rate effects in metals at large shear strains: material behavior under high stress and ultrahigh loading rates. In: Proc. 29th Sagamore Army Mater. Res. Conf. Lake Placid 1982. New York: Plenum Press, 1983, p. 61-79.
• 10. Steinberg D. J., Equation of state and strength properties of selected materials. Lawrence Livermore Nat. Lab., UCRL-MA-106439, February 1991.
• 11. Steinberg D. J., Lund C.M.: A constitutive model for strain rates from 104 to 106 s-1. “Journal of Applied Physics” 1989, Vol. 65, p. 1528-1533.
• 12. Sugak S. G., Kanel G.I., Fortov V.E., Ni A.L., Stelmah B.G.: Cislennoe modelirovanie dejstvia vzryva na zeleznuju plitu. “Fizika Gorenija I Vzryva” 1983, 19, 20, s. 541-552.
• 13. Agurejkin V.A. I in.: Teplofiziceskie i gazodinamiceskie problemy protivometeoritnoj zascity kosmiceskogo apparata "Vega", Teplofizika Vysokich Temperatur, 1984, 22, 5.
• 14. Włodarczyk E.: Podstawy detonacji. Warszawa: WAT, 1995.
• 15. Cudziło S., Maranda A., Nowaczewski J., Trębiński R., Trzciński W.: Wojskowe materiały wybuchowe. Częstochowa : Wyd. Pol. Częstoch., 2000.
• 16. Jach K., Świerczyński R., Wilk Z.: Modelling of perforation process of wellbore pipes of geological wells using shaped charges. „J. Tech. Phys.” 2004, 45, 1, p. 31-54.