Model matematyczny zmian stężenia wodoru w atmosferze. Rzeczywista sytuacja obliczeniowa dla obiektu z systemem wentylacji
Journal Title: Safety & Fire Technology - Year 2018, Vol 49, Issue 49
Abstract
ABSTRAKT Cel: Celem artykułu jest analiza zmian stężenia wodoru w atmosferze w dużych pomieszczeniach lub obiektach, w których przewiduje się ciągłą niewielką emisję tego gazu. Analizę przeprowadzono w odniesieniu do obiektu z systemem wentylacji, w którym znaczna część powietrza wyciąganego jest zawracana do pomieszczenia, w celu zapewnienia odzysku ciepła. Świeże powietrze stanowi niewielką część powietrza nawiewanego. W hali nie występują źródła emisji substancji szkodliwych. Analiza dotyczy całej objętości pomieszczenia, a nie stref w pobliżu źródła emisji. Efektem końcowym jest określenie zmian stężenia wodoru w pomieszczeniu w funkcji czasu i odniesienie uzyskanych wyników do granic wybuchowości. W szczególności wyznaczono, po jakim czasie stężenie wodoru osiągnie poziom krytyczny. Metody: Artykuł napisano w oparciu o opracowany model obliczeniowy. W modelu uwzględniono: wydajność źródła emisji, wydajność wentylacji, objętość pomieszczenia, udział powietrza zawracanego w powietrzu nawiewanym. W celu uzyskania wzorów opisujących, jak zmienia się zawartość wodoru (lub innej wydzielanej substancji) w pomieszczeniu, wykorzystano równania różniczkowe. Równania te wyznaczają zależność między nieznaną funkcją a jej pochodnymi. Obecnie prowadzi się szereg badań nad kolejnymi schematami rozwiązywania równań różniczkowych, gdyż mają one wiele zastosowań praktycznych. Wyniki: Po opracowaniu modelu matematycznego dla analizowanego przypadku obliczeniowego sporządzono reprezentatywne wykresy. Otrzymane wykresy pozwalają prognozować zmiany stężenia wodoru w pomieszczeniu, w funkcji czasu oraz określić, kiedy stężenie wodoru osiągnie poziom krytyczny. Przedstawiona metodyka może być przydatna w ocenie zagrożenia wybuchem, a w wielu przypadkach może rozwiać wiele wątpliwości związanych z tym tematem. Model matematyczny może być stosowany bez ograniczeń w odniesieniu do substancji tworzących z powietrzem mieszaniny wybuchowe; powietrze zawierające substancje szkodliwe nie powinno być zawracane. Wnioski: Na podstawie analizy danych obliczeniowych zarysowano wnioski dotyczące regulacji prawnych. Wskazana jest nowelizacja rozporządzenia w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów. W oparciu o przedstawiony model, poparty obliczeniami dla rozpatrywanego przykładu, sformułowano wnioski końcowe. Zaproponowany model matematyczny stanowi przydatne narzędzie inżynierskie. Przy jego pomocy można określić dla pomieszczenia maksymalną ilość substancji palnej, której gęstość względem powietrza ≤ 1 oraz powiązać objętość krytyczną Hkr z wydajnością wentylacji. Model pozwala również określić czas, po którym zostanie przekroczona Hkr; ma to znaczenie w przypadku konieczności oszacowania czasu reakcji. Przedstawione ilustracje potwierdzają poprawność modelu.
Authors and Affiliations
dr Anna Zielicz, mł. bryg. dr inż. Tomasz Drzymała, dr inż. Sylwester Kieliszek, Aneta Łukaszek-Chmielewska
Keywords
Related Articles
- EP ID EP359703
- DOI 10.12845/bitp.49.1.2018.6
- Views 68
- Downloads 0
Rola i miejsce pracowników administracji samorządowej w procesie zarządzania kryzysowego na przykładzie m. st. Warszawy
Cel: Wskazanie – na przykładzie miasta stołecznego Warszawy – miejsca administracji samorządowej w systemie zarządzania kryzysowego oraz stopnia przygotowania jej pracowników do realizacji powierzonych im zadań. Projekt...
Stan wiedzy strażaków Państwowej Straży Pożarnej i Ochotniczej Straży Pożarnej na temat kwalifikowanej pierwszej pomocy
Cel: Głównym celem artykułu jest sprawdzenie stanu wiedzy strażaków Państwowej Straży Pożarnej (PSP) oraz Ochotniczej Straży Pożarnej (OSP) na temat kwalifikowanej pierwszej pomocy (KPP). Celem dodatkowym jest zweryfikow...
Wpływ typu dyszy rozpylającej na skuteczność absorpcji obłoku amoniaku powstałego w wyniku awarii przemysłowej
Wstęp: W przypadku awarii przemysłowej amoniak ze względu na swoje właściwości oraz stopień wykorzystania stwarza poważne zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi. Badania prowadzone w kraju i za granicą wskazują, że absorpc...
Wybuchy zbiorników z gazami technicznymi – realne zagrożenie czy przejaskrawiony strach?
Cel: Artykuł stanowi wprowadzenie do problematyki wybranych gazów technicznych, takich jak wodór, acetylen, metan (gaz ziemny) i propanbutan (LPG). Przedstawiono w nim analizę i charakterystykę zagrożeń związanych z omaw...
Methodology for Reducing the Duration of the Free Development of Fire
Objective: The task is to develop a methodology for reducing the duration of the free development of fire, based on the principles of optimising the route of fire and rescue vehicles from the fire department to the plac...