Einflussparameter auf den Ablauf von druckentlasteten Gasexplosionen: Fid-Bau Portal

Einflussparameter auf den Ablauf von druckentlasteten Gasexplosionen

Scheid, M. / Krause, U. / Schmidt, M.

Es wurden Versuchsergebnisse von druckentlasteten Gasexplosionen dargestellt, die u.a. zur Erweiterung des Datenbestandes bei niedrigen Ansprechdrücken durchgeführt wurden. Der Vergleich der Druckentlastung mit Berstfolien unterschiedlicher Materialien zeigte einen Einfluß der Größe der Entlastungsfläche: Bei verhältnismäßig großen Entlastungsflächen ist der reduzierte Explosionsüberdruck gleich dem dynamischen Ansprechdruck. Das zweite Druckmaximum der Druck-Zeit-Kurve übersteigt nicht das erste. Außerdem sind die Höhe und die Zeitspanne des zweiten Maximus unabhängig vom Ansprechruck. Bei relativ kleinen Entlastungsflächen wird der maximale reduzierte Explosionsüberdruck im zweiten Maximum erreicht und steigt mit zunehmendem Ansprechdruck der Entlastungsfläche. Variation des L/D-Verhältnisses führt zu unterschiedlichen Explosionsdrücken. Der geringere maximale Explosionsdruck bei kleineren L/D-Verhältnissen wird durch den geringen Abstand zwischen Zündquelle und Druckentlastungsfläche verursacht. Die wieder niedriger werdenden maximalen Explosionsüberdrücke mit wachsendem L/D können mit den Wärmeverlusten über die Wände der Apparatur und dem Abreißen der Flammefront und der damit verbundenen Abnahme der Reaktionsrate erklärt werden. Hierzu wurde durch Vergleich des abgeschätzten Flammenvolumens mit den Druck-Zeit-Verläufen festgestellt, daß der maximale Druck sich etwa zu dem Zeitpunkt einstellt, an dem das Flammenvolumen maximal ist. Mit kleiner werdenden Entlastungsflächen deutet sich ein Trend an, der den maximalen Explosionsdruck zu kleineren L/D-Verhältnissen verschiebt. Bei einer Apparatur mit einem Volumen 21 l und einem L/D von 1,54 führten bei Ansprechdrücken > 400mbar schon geringfügig Erhöhungen des Ansprechdruckes zu sehr viel höheren Explosionsdrücken. Ein Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit den Berechnungsgleichungen nach der zukünftigen europäischen Norm zur Druckentlastung von Gasexplosionen ergab eine sehr konservative Abschätzung nach der sogenannten 'Simple Method', während bei 'Advanced Method' eine bessere Übereinstimmung von gemessenen und berechneten Werten festgestellt wurde. Letzteres gilt allerdings unter dem Vorbehalt des noch zu untersuchenden Einflusses der Beimengung von zusätzlichem Stickstoff.