- Tytuł:
-
Numerical modeling of dispersion process for different density of gas mixtures – 2d and 3d numerical approach
Numeryczne modelowanie dyspersji gazów o różnej gęstości w ujęciu dwuwymiarowym i trójwymiarowym - Autorzy:
-
Polańczyk, A.
Salamonowicz, Z.
Dmochowska, A.
Makowski, R. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/136318.pdf
- Data publikacji:
- 2018
- Wydawca:
- Szkoła Główna Służby Pożarniczej
- Tematy:
-
Ammonia dispersion
chlorine dispersion
emergency gas release
2d dispersion
3d dispersion
CFD
dyspersja amoniaku
dyspersja chloru
uwolnienie awaryjne gazu
dyspersja 2d
dyspersja 3d - Opis:
-
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. - Źródło:
-
Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej; 2018, 1, 66; 23-37
0239-5223 - Pojawia się w:
- Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł