Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of methane addition on the propagation of hydrogen-methane-air detonation in partially confined geometry

Cieślak I., Rudy W., Teodorczyk A.

Archivum Combustionis

|

2016

|

Vol. 36 nr 2

121--130

EN

The aim of this study was to perform the experiments of detonation propagating in stoichiometric hydrogen-methane-air mixtures in partially confined geometry. The experiments were done to examine the influence of the methane fraction in fuel on the ability of detonation to propagate. Four types of gaseous mixture composition were used: 0%, 2.5%, 5% and 10% of methane in fuel. The critical height h* was found for each mixture. Furthermore, by using the smoked-foil technique the detonation cell sizes λwere measured and the correlations h*/λ were calculated for each mixture. The results showed that detonation of hydrogen-methane-air mixture may propagate in partially confined geometry only when the channel height is at least equal to 1 cell size which is similar to the condition for planar detonation propagating in closed, rectangular channel. The research showed high influence of the boundary dividing the flammable layer from the air layer.

2

Wykorzystanie bezpłatnych narzędzi obliczeniowych do określania stref zagrożeń z udziałem substancji niebezpiecznych

Porowski R., Małozięć D., Rudy W., Lesiak P., Stryżewska M., Klapsa W., Suchecki S.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 2

186-191

3

Analiza mechanizmów samozapłonu wodoru przy jego uwolnieniu do atmosfery

Porowski R., Rudy W., Teodorczyk A.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 1

76-81

4

Badania eksperymentalne samozapłonu wodoru podczas jego uwolnienia do powietrza

Rudy W., Dąbkowski A., Porowski R., Teodorczyk A.

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2013

|

T. 5

14--19

PL

Ze względu na swoje unikalne właściwości, wodór jest postrzegany jako paliwo przyszłości. Szeroki zakres palności, (4 ÷ 75)% obj., wysoka wartość opałowa (120 MJ kg-1) i niska energia zapłonu (0,02 mJ) to właściwości, które wskazują na jego szerokie zastosowanie w energetyce i motoryzacji. Niestety właściwości wodoru nastręczają również problemy natury bezpieczeństwa. Zaobserwowano, że wodór jest w stanie zapalić się podczas jego nagłego uwolnienia bez wyraźnej obecności zewn. źródła zapłonu i w temperaturach poniżej temperatury samozapłonu. Po raz pierwszy zjawisko to zaobserwowano w latach 20-tych XX wieku, natomiast w latach 70-tych XX w. opisano proces „dyfuzyjnego zapłonu” wodoru podczas jego uwolnienia do utleniającej atmosfery. Niniejsza praca poświęcona jest badaniom eksperymentalnym nad samozapłonem wodoru podczas jego wysokociśnieniowego, P = (2 ÷ 17) MPa, uwolnienia do powietrza. Podczas badań wykorzystano szybki układ akwizycji danych (częstotliwość próbkowania 200 kHz), czujniki ciśnienia, fotodiody oraz czujniki płomieni – sondy jonizacyjne. Wodór uwalniany był przez kanały o różnych średnicach d = (6, 10 i 14) mm i długościach L = (10, 25, 40, 50, 75, 100) mm. Wyniki badań wykazały, że zwiększając dwukrotnie długość kanału (z 50 mm do 100 mm) możliwe jest nawet 2-krotne zmniejszenie ciśnienia początkowego wodoru (odpowiednio z 8 MPa do 3,2 MPa) wymaganego do wystąpienia zapłonu. Ponadto wykazano, że w zakresie przebadanych ciśnień początkowych, poniżej pewnych długości kanału (L ≤ 25 mm) nie jest możliwe wystąpienie zapłonu.

5

Numerical and experimental investigations on self - ignition process of hydrogen gas release

Jach A., Rudy W., Dąbkowski A., Teodorczyk A.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 3

185--192

6

Zjawisko ciągu wstecznego – backdraft

Porowski R., Lesiak P., Rudy W., Strzyżewska M.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2013

|

Nr 2

41--50

PL

Zjawisko ciągu wstecznego (ang. backdraft) jest zjawiskiem stosunkowo słabo poznanym i nadal badanym przez wiele ośrodków naukowych na świecie. Aby wystąpił backdraft, pożar musi mieć miejsce w pomieszczeniu słabo wentylowanym i być rozciągnięty w czasie. Zjawisko to zachodzi, gdy w powyższych warunkach pożar zużyje większość tlenu, przygaśnie i w pomieszczeniu zostanie utworzony otwór np. poprzez otwarcie drzwi czy wybicie okna. W otworze utworzą się dwa grawitacyjne strumienie o przeciwnych kierunkach ruchu. Pierwszy z nich – górny – to wypływający strumień gorących gazów pożarowych, drugi – dolny – to dopływający strumień świeżego powietrza. Gdy świeże powietrze dotrze do źródła zapłonu (najczęściej jest to początkowe miejsce pożaru), następuje zapłon i spalanie wytworzonej mieszaniny. Gwałtowność i długotrwałość procesu zależy od ilości wytworzonej mieszaniny w granicach palności i może jej towarzyszyć kula ognia. Pierwsza wzmianka o backdraft wraz z próbą wyjaśnienia zjawiska pojawiła się w 1914 r. Backdraft wyjaśniono jako „zapłon dymu lub sadzy”. Do lat 70. praktycznie nie było żadnych badań ukierunkowanych na wyjaśnienie tego zjawiska. Od lat 80. do chwili obecnej obserwowane jest wyraźne zainteresowanie badaniami eksperymentalnymi nad backdraft wraz z próbami określenia warunków granicznych do jego zaistnienia. Niewątpliwie przyczyniły się do tego pożary z backdraft, podczas których niestety zginęli strażacy. Badane są różne materiały palne: ciała stałe, ciecze i gazy. W zależności od badanego materiału minimalne warunki do backdraft zmieniają się od 2,5 do 10% udziału objętościowego paliwa w objętości. W ostatnim 15-leciu poza zainteresowaniem badaniami eksperymentalnymi obserwuje się wyraźny wzrost wykorzystania nowoczesnych narzędzi obliczeniowych do symulacji pożaru i backdraft. Ciągle doskonalone modele obliczeniowe wraz z coraz szybszymi komputerami są wstanie odtworzyć skutki backdraft na ekranie domowego komputera.

EN

Backdraft is not a very well known phenomenon and is still undergoing research by many science and research centres across the world. Backdraft takes place in poorly ventilated confinements and develops over an extended timescale. It occurs when the fire in a room has consumed most of the oxygen, partly burned itself out and a void is created within e.g. by opening a door or breaking a glass window. Two gravitational streams are created, each pulling in the opposite direction. The first, at the upper level, will consist of escaping hot gasses from the fire. The second, at lower level, will be incoming fresh air. When fresh air reaches the source of ignition (more often it is the starting point of the fire) the new mixture will ignite and burn. The ferocity and duration of the process depends on volume of the new mixture within the flammable range and it may be accompanied by a fireball. The first mention of backdraft, accompanied by an attempt to explain the phenomenon, appeared in 1914. Backdraft was explained as the “ignition of smoke and soot”. Until the 1970’s there was practically no research undertaken to explain this phenomenon. From the 1980’s until now one can see a clear interest in experimental research of backdraft, accompanied by tests to determine conditional parameters for it to occur. Undoubtedly, backdraft fires contributed to the deaths of fire fighters. Experimental studies were conducted on a range of flammable materials; solids, liquids and gasses. Depending on materials tested, minimal backdraft conditions vary from 2.5% to 10% of unburned fuel concentration by volume. During recent 15 years, apart from experimental research interest, one can detect a significant growth in the use of state of the art tools for backdraft fire simulation. Continuously improved sophisticated modelling programmes, accompanied by faster computers, are capable of reproducing consequences of backdraft on home computers.

7

Badania doświadczalne i numeryczne temperatury zapłonu wybranych mieszanin cieczy palnych

Porowski R., Rudy W., Teodorczyk A.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2013

|

Nr 3

103--110

PL

Artykuł zawiera rezultaty badań doświadczalnych oraz obliczenia numeryczne wyznaczenia wartości temperatury zapłonu (flash point) dla wybranych mieszanin cieczy palnych. Badania doświadczalne przeprowadzono w standardowym urządzeniu badawczym firmy Walter Herzog GmbH, typ HFP-339, działający w oparciu o metodę Pensky-Martens [5]. Badania numeryczne zrealizowano w opracowanym przez autorów kodzie numerycznym przy wykorzystaniu MS Excell i Visual Basic, z wykorzystaniem modeli dla mieszanin idealnych i nieidealnych. Wykonano również analizę porównawczą uzyskanych wyników.

EN

This paper presents results on the experimental and numerical study on flash point for selected liquid fuel blends. The experimental part was done with the use of testing apparatus from Walter Herzog GmbH, type HFP-339 for Pensky-Martens methodology. The numerical study was conducted by our home-made software using MS Excell and Visual Basic scripts for ideal and non-ideal mixtures. As a conclusion the analysis of both experimental and numerical results was reported.

8

The influence of nitrogen doping on self-ignition of hydrogen during high-pressure release into air – numerical investigation

Dziubanii K., Rudy W., Teodorczyk A.

Archivum Combustionis

|

2013

|

Vol. 33 nr 4

215--225

EN

Hydrogen is expected to be a future alternative fuel. However, its implementation as a widely used energy carrier is difficult because of its tendency for leakage and ignition during pressurized release into air - hydrogen must be stored in tanks under high pressure. Up to now, in the studies on hydrogen self-ignition the influence of the nitrogen addition was not taken into account. This phenomenon is numerically investigated in this paper. The computations were conducted using a commercial CFD code AVL Fire. Examined domain was formed of two tanks – one filled with fuel (H2-N2 mixture) and second filled with oxidizer (air) connected by a tube. The length of the tube ranged from 10 mm to 80 mm. Conducted numerical simulations show that for longer tubes the ignition occurs inside the tube and initial pressure necessary for ignition decreases as the tube length increases. It is also demonstrated that rising initial pressure decreases the ignition delay time.

9

Analiza metod badawczych granic wybuchowości cieczy palnych

Porowski R., Rudy W., Teodorczyk A.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2012

|

Nr 4

63-70

PL

W artykule tym dokonano przeglądu metod oraz stanowisk badawczych służących do określania granic wybuchowości cieczy palnych. Zaprezentowano tu stanowiska i metody zalecane przez międzynarodowe standardy, takie jak PN-EN, czy ASTM. Opisano również prowadzone dotychczas wybrane prace naukowe w zakresie badań eksperymentalnych granic wybuchowości cieczy palnych. Artykuł ten stanowi przegląd dostępnych metod badawczych oraz aparatury do prowadzenia pomiarów granic wybuchowości cieczy palnych na potrzeby bezpieczeństwa w przemyśle.

EN

This paper presents a state of the art on testing methods and experimental facilities for determination explosion limits of vapors from combustible liquids. The paper presents facilities and testing methods recommended by international standardization authorities, e.g. PN-EN and ASTM standards. Also a survey of experimental research works on explosion limits of flammable liquids is given. The paper summarizes the available testing methodologies and facilities which can be necessary for proper determination of vapors flammability in the process industries.

10

Propagation of hydrogen-air detonation in tube with obstacles

Rudy W., Porowski R., Teodorczyk A.

Journal of Power Technologies

|

2011

|

Vol. 91, nr 3

122-129

EN

An experimental and computational study of flame propagation, acceleration and transition to detonation in stoichiometric hydrogen-air mixtures in 6 m long tube filled with obstacles located at different configurations was performed. The initial conditions of the hydrogen-air mixtures were 0.1 MPa and 293 K. Four different cases of obstacle blockage ratio (BR) 0.7, 0.6, 0.5 and 0.4 and three cases of obstacle spacing were used. The wave propagation was monitored by piezoelectric pressure transducers PCB. Pressure transducers were located at different positions along the channel to collect data concerning detonation propagation. Tested mixtures were ignited by a weak electric spark at one end of the tube. In order to support the experimental results we performed series of CFD simulations for the same conditions of hydrogen-air mixtures and the geometry of the tube. The simulation tool used in this study was a two-dimensional DETO2D code, dedicated to simulate the propagation of gaseous detonations in complex geometries.

11

Przegląd badań w zakresie parametrów flash point i explosion point dla cieczy palnych

Porowski R., Rudy W.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2011

|

Nr 3

41-53

PL

Podstawowym powodem, dla którego dla cieczy palnej oznacza się parametr flash point, czyli jego temperaturę zapłonu, jest jej ocena zagrożenia wybuchem podczas jej stosowania. Parametr ten definiuje się jako to minimalną temperaturę cieczy, w której tworzy się atmosfera wybuchowa par cieczy z powietrzem, w pobliżu powierzchni cieczy lub wewnątrz urządzenia, w zależności od metody badawczej. Z kolei PN-EN 15794 wprowadza kolejny parametr dla cieczy palnych, a mianowicie explosion point, czyli punkt wybuchowości, tj. temperatura cieczy palnej, w której stężenie pary nasyconej w powietrzu znajduje się w granicach wybuchowości. Celem tego artykułu jest zatem przegląd dotychczasowych badań w zakresie tych dwóch parametrów oraz przybliżenie zasadniczych różnic pomiędzy nimi, jak również ich wpływu na bezpieczeństwo magazynowania, transportu i stosowania cieczy palnych.

EN

A fundamental aspect of determining the flash point value for flammable liquids is to assess a risk of explosion in proper way in case of handling these substances. Flash point is known as the minimum temperature of a liquid at which sufficient vapor is given off to form an ignitible mixture with the air, near the surface of the liquid or within the vessel used, as determined by the appropriate test procedure and apparatus. PN-EN 15794 introduces another safety parameter for flammable liquids, called explosion point which is determined as temperature of a flammable liquid at which the concentration of the saturated vapour in air is between the explosion limits. The aim of this paper is to make a state of the art on research works in the area of flash point and explosion point to indicate some basic differences between these parameters and the influence on safe storage, transport and handling of flammable liquids.

12

Metody określania temperatury zapłonu ciekłych substancji palnych i ich mieszanin

Rudy W., Porowski R., Teodorczyk A.

Archiwum Spalania

|

2011

|

Vol. 11, nr 1-2

67-87

PL

Z uwagi na bezpieczeństwo transportu i magazynowania substancji palnych, konieczne jest posiadanie odpowiedniej wiedzy nt. parametrów fizycznych substancji niebezpiecznych ze szczególnym uwzględnieniem parametrów palności i wybuchowości. Niniejsza praca poświęcona jest zagadnieniu metod określania parametru temperatury zapłonu TFP (ang. flash-point) paliw ciekłych, ze szczególnym uwzględnieniem paliw węglowodorowych czystych i ich mieszanin. Opisano trzy różne metody określania temperatury zapłonu: równanie Le Chateliera (dla mieszanin), równania empiryczne oraz modelowanie przy pomocy sztucznych sieci neuronowych (dla czystych substancji), określono zakres stosowalności metod i opisano ich podstawowe wady i zalety.

13

Investigation into the Ignition Process of Hydrogen Jet in Air

Rudy W., Dąbkowski A., Teodorczyk A.

Archivum Combustionis

|

2010

|

Vol. 30 nr 1-2

37-52

EN

The paper is aimed at the investigation of the ignition process of supersonic jet in air based on experiments and numerical simulations. The experiments were conducted in a closed, air filled tube (at 1 bar) where high pressure hydrogen (70 - 150 bar) was injected through the nozzle of various diameters, and with various obstacle geometries in front of the jet. The obstacle in front of the jet was aimed at the induction of hydrogen ignition. Numerical simulations were performed with KIVA3V code with 2D axisymmetrical geometry of experimental setup. Experiments proved that hydrogen ignition does not take place within the whole shock tube volume but may be present only locally. Computations showed that hydrogen jet ignition is possible by diffusive ignition or reflected shock wave ignition mechanism. The number of performed simulations allowed to determine the accurate initial hydrogen pressure and geometry of the flow at which ignition takes place.