Fallstudie 1: Lokale Wasserstoff-Detonation in einem Versuchsraum
Die Aufgabe
Eine mögliche Schutzmaßnahme gegen
unbeabsichtigte H2-Freisetzungen besteht im sicheren Einschluss der
maximal möglichen Verbrennungslast. Für einen Wasserstoff-Versuchsraum
des KIT musste die maximal zulässige dynamische Drucklast ermittelt
werden.
Durchgeführte Arbeiten
Mit
speziell entwickelten Verbrennungseinheiten wurden im Versuchsraum
lokale H2-Luft Detonationen mit zunehmend größeren H2-Inventaren
durchgeführt (1 bis 16 g H2). Die auftretenden Drücke und
Wandauslenkungen wurden gemessen und theoretisch berechnet.
Ergebnisse
Die
berechneten lokalen Drucklasten stimmten sehr gut mit den Messungen
überein. Die strukturdynamische Simulation ergab, dass alle tragenden
Komponenten des Versuchsraums nur im elastischen Bereich belastet werden
solange die umgesetzte Wasserstoffmenge unter 20 g bleibt. Der Raum ist
daher für Versuche mit H2-Freisetzungen und Zündung jeder Art bis zu
20 g qualifiziert. Die passive Schutzfunktion anderer Räume lässt sich
analog bestimmen.
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Lokale Wasserstoffdetonation im Versuchsraum mit 16g H2-Inventar. |
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Numerische Simulation der H2-Detonation im Versuchsraum (COM3D Programm). |
