Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 2018

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: chlorine dispersion

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Numerical modeling of dispersion process for different density of gas mixtures – 2d and 3d numerical approach

Polańczyk A., Salamonowicz Z., Dmochowska A., Makowski R.

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

2018

Nr 66 (tom 1) (2)

23--37

The dispersion of the toxic gases due to the natural/industrial accidents can have the tragic consequences. To prevent the effects of these disasters different approaches have been introduced in the literature. In this paper we aimed to prepare the Computational Fluid Dynamics (CFD) the model of emergency escape of toxic gases of different density, e.g. the chlorine and the ammonia. The Aloha and Ansys-Fluent software for multiphase transport description was applied. For 2d simulation the Degadis model was used, while for the 3d approach the multiphase Volume of Fluid model (VOD) was applied. For the reconstruction of atmospheric conditions different air velocity (flowing in one direction) was included according to the Pasquil Stability Class. Moreover, different wind conditions were compared with the windless conditions. The comparison of the dispersion process for two gases with different density, for the same mathematical domain, indicated the different volume concentration in function of the height and the wind velocity. The implications of the spreading pattern from the risk assessment and risk mitigation point of view were discussed. With the increase of height and wind velocity, a decrease of gas concentration for both gases was observed. Moreover, for the ammonia for the windless case, the volume fraction profile was irregular, while for the chlorine the circular profile was observed. With the increase of the wind value, the shape of the ammonia and the chlorine profile became narrower. Similar, as it was for the two-dimensional model wider cloud for the ammonia compared to the chlorine was observed.

Dyspersja toksycznych gazów w wyniku awarii przemysłowych lub naturalnych katastrof może prowadzić do tragicznych konsekwencji. W celu zapobiegania tego typu zdarzeniom w literaturze fachowej proponowane są różne rozwiązania. Celem niniejszego artykułu było opracowanie matematycznego modelu dla procesu awaryjnego uwolnienia gazów toksycznych, tj. chlor i amoniak. W badaniach analizowano dwa podejścia, tj. dwuwymiarowy i trójwymiarowy opis zjawiska dyspersji gazu. W tym celu zastosowano oprogramowanie Aloha i Ansys-Fluent. Do dwuwymiarowego opisu zjawiska dyspersji gazu wykorzystano model Degadisa, a dla trójwymiarowego opisu zjawiska dyspersji model VOF. W celu rekonstrukcji rzeczywistych warunków atmosferycznych zastosowano różne prędkości przepływu powietrza, zgodnie z klasami stabilności Pasquila. Co więcej, w badaniach uwzględniono również przypadek bez przepływu wiatru. Porównanie procesu dyspersji dwóch gazów o różnej gęstości dla takiej samej domeny obliczeniowej wskazuje na różny układ stężeń analizowanych gazów w funkcji wysokości, a także prędkości wiatru. Zaobserwowano, iż wraz ze wzrostem wysokości i prędkości wiatru malało stężenie obu analizowanych gazów. Co więcej, dla amoniaku w bezwietrznym przypadku profil stężenia miał kształt nieregularny. Wraz ze wzrostem prędkości wiatru kształt profilu stężenia amoniaku i chloru stawał się coraz węższy. Zarówno dla modelu dwuwymiarowego, jak i dla modelu trójwymiarowego zaobserwowano, iż profil stężenia amoniaku był szerszy w porównaniu z profilem stężenia chloru.

3D Simulation of Chlorine Dispersion in Rrural Area

Polanczyk A., Salamonowicz Z., Majder-Lopatka M., Dmochowska A., Jarosz W., Matuszkiewicz R., Makowski R.

Rocznik Ochrona Środowiska

2018

Tom 20, cz. 2

1035--1048

Prediction of hazardous substances dispersion resulting from accidental leakage in environment is essential for risk analysis and emergency response. Different numerical tools are applied for description of dispersion process. Development of numerical algorithms has enabled the computational fluid dynamics (CFD) models to be used extensively in indoor dispersion studies. Numerical methods based on computational fluid dynamics (CFD) may facilitate the precise investigation of the hazardous substances dispersion. Therefore, the aim of the study was to prepare a transient CFD model describing the phenomena of chlorine dispersion in a dynamic setup including different environmental factors. Reliable computational description of dispersion process still represents one of the most challenging applications. Therefore, we aimed to prepare a transient 2D and 3D numerical models of chlorine dispersion from a ground source in a dynamic setup. For 2D simulation a Degadis model was used, while for 3D approach a multiphase Volume of Fluid model (VOF) was applied. For both analyzed cases area of investigation was equal to 0.1 km2. Furthermore, for 3D simulations height was equal to 50 m. For the reconstruction of atmospheric conditions Pasquill stability classes and one-direction wind were applied. Analysis of chlorine concentration in function of wind intensity indicated extension of chlorine cloud with decrease of concentration. Moreover, comparison of constant and dynamic setup indicated high impact of wind. In case of windless conditions circular profile of chlorine concentration around dispersion source was noticed. Wind directed the chloride cloud which dispersed accordingly to the wind direction. As expected chloride concentration decreased with altitude. 2D model allowed prediction of polluted cloud in horizontal direction, while 3D model allowed description of horizontal and vertical distribution of chlorine. It was observed that with increase of Pasquill stability class the area of chlorine dispersion had similar character for horizontal model as well as for horizontal and vertical model (3D). For the windless case circular profile of chlorine concentration around dispersion source was observed. Additionally, for the wind application the main chlorine concentration moved ahead the source of dispersion. Analysis of chlorine concentration in function of height resulted in decrease of chlorine appearance in upper level of mathematical domain.

Predykcja dyspersji substancji niebezpiecznych z przypadkowych wycieków jest niezbędna w analizie ryzyka. W tym celu do opisu procesu dyspersji stosowane są różne numeryczne narzędzia. Rozwój matematycznych algorytmów umożliwia stosowanie m.in. techniki CFD na szeroką skalę. Tym samym celem niniejszej pracy było opracowanie dwuwymiarowego i trójwymiarowego modelu opisującego zjawisko dyspersji chloru z naziemnego źródła. Dla dwuwymiarowego podejścia zastosowano model Degadisa. Natomiast dla trójwymiarowego podejścia wielofazowy model VOF. Dla obu przypadków powierzchnia analizowanego obszaru wynosiła 0.1 km2. Co więcej, dla trójwymiarowego podejścia wysokość analizowanej domeny obliczeniowej wynosiła 50 m. W celu rekonstrukcji parametrów atmosferycznych uwzględniono klasy stabilności Pasquilla oraz wpływ wiatru. Dwuwymiarowy model umożliwiał analizę procesu dyspersji w płaszczyźnie poziomej, podczas gdy model trójwymiarowy umożliwiał analizę zarówno w płaszczyźnie poziomej jak i pionowej. Analiza obu modeli wskazuje, iż wzrost intensywności wiatru wydłuża zasięg chmury chloru, z jednoczesnym spadkiem jego stężenia. Co więcej, w przypadku nieuwzględnienia przepływu wiatru obserwowano kołowy profil stężenia chloru dookoła źródła dyspersji. Natomiast przepływający wiatr powodował zmniejszenie koncentracji chloru wraz z wysokością. Również zaobserwowano, iż uwzględnienie klas stabilności Pasquilla miało porównywalny efekt w przypadku podejścia dwuwymiarowego i trójwymiarowego. Uwzględnienie wiatru powodowało przemieszczenie maksymalnej wartości stężenia chloru znad źródła dyspersji. Co więcej, analiza stężenia chloru w funkcji wysokości wskazuje na zmniejszenie zawartości chloru w górnej części domeny matematycznej.