- Tytuł:
-
Gas outflow from an underground site – numerical simulations into baric tendency and airflow rate relationship
Emisja gazów z górotworu – symulacje numeryczne wpływu tendencji barycznej na intensywność przepływu gazów - Autorzy:
-
Wrona, P.
Król, A.
Król, M. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/219607.pdf
- Data publikacji:
- 2018
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
symulacja CFD
emisja CO2
ANSYS Fluent
oddziaływanie na środowisko
zagrożenie gazowe
CFD simulation
CO2 leak
Ansys Fluent
environmental impact
gas hazard - Opis:
-
Gas emissions from underground sites to the atmosphere depend on many factors. Pressure drops are considered to be the most important. However, emissions can also be observed during the initial phase of the pressure rise, following a previous drop in pressure. On the other hand, gas emissions may not be detected when the pressure drops, especially when a previous pressure rise has taken place. The aim of the research was to determine the role of variations in baric tendency on airflow rate and its direction. To solve this problem a numerical model was built utilizing the Ansys Fluent software package. Subsequently, three scenarios of baric tendency variations were tested: a) rise – drop, b) drop – drop, c) drop – rise. The results showed inert behavior of gases. Under scenario (c), 1 hour after the change in tendency gases still were flowing out to the atmosphere. Considering scenario (a), it was proved that even during a pressure drop gas emissions do not take place, which can be crucial for further determination of the gas hazard at the surface or for assessment of the rate of gas emissions from a particular gas emitter. Scenario (b) merely gave an overview of the process and was mainly used for validation purposes. It gave a maximal CO2 concentration of 2.18%vol (comparable to measurements) and a CO2 mass flow rate 0.15kg/s. Taking into account greenhouse gas emissions this amounted to 514 kg CO2/h.
Emisja gazów z górotworu do atmosfery zależy od wielu czynników, z których jako najważniejszy uznawane są spadki ciśnienia atmosferycznego. Jednakże podczas prowadzonych badań wypływ gazów został także odnotowany podczas początkowego okresu zwyżki barycznej, poprzedzonego zniżką. Wystąpiło także zjawisko braku wypływu gazów mimo występującej zniżki barycznej, w szczególności po okresie wzrostu ciśnienia. Dlatego celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu zmian ciśnienia atmosferycznego (rodzaju tendencji barycznej) na natężenie przepływu gazów pomiędzy górotworem a atmosferą oraz wyznaczenie jego kierunku. Do badań stworzono model numeryczny zjawiska w programie Ansys Fluent. Założono trzy warianty zmian ciśnienia: a) zwyżka – zniżka, b) zniżka – zniżka, c) zniżka – zwyżka. Otrzymane wyniki potwierdziły występującą bezwładność badanego procesu. W przypadku scenariusza (c), 1 gazy wypływały do atmosfery przez okres godziny po zmianie tendencji barycznej ze zniżki na zwyżkę. Rozpatrując scenariusz (a), dowiedziono, że emisja gazów może nie wystąpić mimo zachodzącej zniżki ciśnienia atmosferycznego. Może to mieć kluczowe znaczenie przy określaniu zagrożenia gazowego na powierzchni terenu lub wyznaczaniu intensywności emisji gazów z górotworu. Scenariusz (b) był scenariuszem porównawczym i służył do walidacji modelu. Dla tego scenariusza otrzymano maksymalne stężenie CO2 wynoszące 2.18%vol (wartość porównywalna ze stwierdzoną podczas pomiarów) oraz natężenie emisji CO2 równe 0.15kg/s. W przeliczeniu na emisję godzinną jest to 514kg CO2/h. Wartość ta ma znaczenie pod kątem emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. - Źródło:
-
Archives of Mining Sciences; 2018, 63, 2; 251-268
0860-7001 - Pojawia się w:
- Archives of Mining Sciences
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł