Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Simulation des Inertgaseinflusses auf Explosionsgrenzen auch bei nicht-atmosphärischen Bedingungen am Beispiel von Alkane/Luft-Gasgemischen
Um explosionsfähige Atmosphären durch geeignete Maßnahmen, insbesondere Inertisierung von Brenngas/Luft-System, zu vermeiden, ist die Kenntnis der Explosionsgrenze für Brenngas/Inertgas/Oxidator-Gasgemische unter Prozessbedingungen Voraussetzung. Um den hohen experimentellen Aufwand für die Ermittlung dieser Grenzen zu verringern, werden geeignete Modelle für die Simulation des Inertgaseinflusses bei vorgegebenen Anfangsdrücken auf Explosionsgrenzen entwickelt. Zur Verifizierung der Simulationsergebnisse werden die Explosionsgrenzen von Brenngas/Inertgas/Luft-Gasgemischen experimentell bestimmt. Zur Bestimmung der Explosionsgrenzen bei erhöhten Anfangsdrücken und Anfangstemperaturen steht eine Versuchsanlage bei der BAM (Berlin) zur Verfügung. Das halbempirische Simulationsmodell EPSIM basiert auf der Stoffmengenbilanz für die jeweilige Mangelkomponente und der Energiebilanz einer stationären, eindimensionalen, laminaren Vormischflamme. Eine Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse für CH4/N2/Luft-Gasgemische bei einer Anfangstemperatur von 293,15 K und den Anfangsdrücken 1, 10 und 100 bar. An den unteren Explosionsgrenzen wird eine sehr gute Übereinstimmung mit den Messergebnissen erzielt; an den oberen Explosionsgrenzen treten zum Tei, geringe Abweichungen zur sicherheitsunbedenklichen Seite auf. Der Inertgaseinfluss auf die Explosionsgrenzen von Alkane/Luft-Gasgemischen wurde auch bei nichtatmosphärischen Bedingungen mit Hilfe des Simulationsmodell EPSIM berechnet. Aufgrund der guten Übereinstimmungen mit den Messergebnissen ist es möglich, die große Anzahl an Experimenten bei der Bestimmung des Inertgaseinflusses auf Explosionsgrenzen zu verringern. EPSIM liefert auch gute Simulationsergebnisse bei Gassystemen mit Alkenen, Alkoholen oder Aromaten als Brenngas. Darüber hinaus wurde es für die Berechnung des Inert- und/oder Brenngaseinflusses auf die Stabilitätsgrenzdrücke instabiler Gase, z.B. Ethen, Ethin, Ethylenoxid, modifiziert. Auch hierbei werden gute Übereinstimmungen mit den Messergebnissen erzielt.
Simulation des Inertgaseinflusses auf Explosionsgrenzen auch bei nicht-atmosphärischen Bedingungen am Beispiel von Alkane/Luft-Gasgemischen
Um explosionsfähige Atmosphären durch geeignete Maßnahmen, insbesondere Inertisierung von Brenngas/Luft-System, zu vermeiden, ist die Kenntnis der Explosionsgrenze für Brenngas/Inertgas/Oxidator-Gasgemische unter Prozessbedingungen Voraussetzung. Um den hohen experimentellen Aufwand für die Ermittlung dieser Grenzen zu verringern, werden geeignete Modelle für die Simulation des Inertgaseinflusses bei vorgegebenen Anfangsdrücken auf Explosionsgrenzen entwickelt. Zur Verifizierung der Simulationsergebnisse werden die Explosionsgrenzen von Brenngas/Inertgas/Luft-Gasgemischen experimentell bestimmt. Zur Bestimmung der Explosionsgrenzen bei erhöhten Anfangsdrücken und Anfangstemperaturen steht eine Versuchsanlage bei der BAM (Berlin) zur Verfügung. Das halbempirische Simulationsmodell EPSIM basiert auf der Stoffmengenbilanz für die jeweilige Mangelkomponente und der Energiebilanz einer stationären, eindimensionalen, laminaren Vormischflamme. Eine Abbildung zeigt die Simulationsergebnisse für CH4/N2/Luft-Gasgemische bei einer Anfangstemperatur von 293,15 K und den Anfangsdrücken 1, 10 und 100 bar. An den unteren Explosionsgrenzen wird eine sehr gute Übereinstimmung mit den Messergebnissen erzielt; an den oberen Explosionsgrenzen treten zum Tei, geringe Abweichungen zur sicherheitsunbedenklichen Seite auf. Der Inertgaseinfluss auf die Explosionsgrenzen von Alkane/Luft-Gasgemischen wurde auch bei nichtatmosphärischen Bedingungen mit Hilfe des Simulationsmodell EPSIM berechnet. Aufgrund der guten Übereinstimmungen mit den Messergebnissen ist es möglich, die große Anzahl an Experimenten bei der Bestimmung des Inertgaseinflusses auf Explosionsgrenzen zu verringern. EPSIM liefert auch gute Simulationsergebnisse bei Gassystemen mit Alkenen, Alkoholen oder Aromaten als Brenngas. Darüber hinaus wurde es für die Berechnung des Inert- und/oder Brenngaseinflusses auf die Stabilitätsgrenzdrücke instabiler Gase, z.B. Ethen, Ethin, Ethylenoxid, modifiziert. Auch hierbei werden gute Übereinstimmungen mit den Messergebnissen erzielt.
Simulation des Inertgaseinflusses auf Explosionsgrenzen auch bei nicht-atmosphärischen Bedingungen am Beispiel von Alkane/Luft-Gasgemischen
Holtappels, K. (Autor:in) / Schönbucher, A. (Autor:in)
2001
6 Seiten, 2 Bilder, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Explosionsgrenzen bei nichtatmosphärischen Bedingungen
| Wiley | 2009
Explosionsgrenzen von polynären Brenngasgemischen in Luft
| Wiley | 2004
Wie werden Explosionsgrenzen von Biogasen berechnet?
| British Library Conference Proceedings | 2007