Verfeinerte Betrachtung der Schüttkegelentladung dank Modellierung
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- Elke Kraus
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1 Verfeinerte Betrachtung der Schüttkegelentladung dank Modellierung Dr. Serge Forestier Infotag Swissi Process Safety Folie 1
2 Inhaltverzeichnis 1. Beurteilung 2. Erste Annäherung 3. Was machen wir jetzt? 4. Formalisierung Folie 2
3 Inhaltverzeichnis 1. Beurteilung 2. Erste Annäherung 3. Was machen wir jetzt? 4. Formalisierung Folie 3
4 Was sind Schüttkegelentladungen? Beschreibung Eine Schüttkegelentladung kann auftreten, wenn ein isolierendes Pulver in einem Behälter grosser Kapazität gelagert wird. Silo FIBC Zwischentank... Phänomenologie Die Reibung des Pulvers gegen die Wand des Rohrs lädt die Partikel. Ineris Eingeführte Ladungen Silo Ausgeführte Ladungen Eingeführte Ladungen Ausgeführte Ladungen Akkumulation den Ladungen Folie 4
5 Was sind Schüttkegelentladungen? Auftreten Das Feld erreicht mehr als 3 MV/m an der Wand. Eine Entladung tritt auf. Energie einer Schüttkegelentladung Gerechnet nach Glor et al. (Glor und Lüttgens, 1989; Glor, 2001) W 5.22 D d Gerundet über verschiedene Versuchsprüfungen. Parameter Meinung Einheit W Energie mj D Durchmesser des Silos M d Durchmesser der Partikel mm Folie 5
6 Inhaltverzeichnis 1. Beurteilung 2. Erste Annäherung 3. Was machen wir jetzt? 4. Formalisierung Folie 6
7 Was sind Schüttkegelentladungen? Kritikalität Wenn W > MZE des Pulvers Zündung. Es wird nicht gefragt, ob eine Schüttkegelentladung auftreten kann oder nicht. Sicherheitsmassnahmen W D d 1.49 D D d W F. zu F. Mann kann nur die Parameter D und d ändern um die Energie zu reduzieren. d F. zu F. W Folie 7
8 Inhaltverzeichnis 1. Beurteilung 2. Erste Annäherung 3. Was machen wir jetzt? 4. Formalisierung Folie 8
9 Was machen wir jetzt? Neue Frage Gibt es genug Ladung um eine Schüttkegelentladung zu auslösen? Methode Ladungsvolumendensität Pulverwiderstand Pulversspezifische Permittivität Füllrate Zeitkonstante Gemessen Gerechnet Betriebsdaten Elektrisches Feld (x, y, z, t) Folie 9
10 Auftreten Ladungsvolumendensität Kann berechnet werden Kann im Betrieb gemessen werden Bessere Präzision Die Werten der IEC sind konservativ. Oft ist die Ladungsvolumendensität weniger. Vorteil Bessere numerische Simulation Nachteil : Die Installationen im Betrieb müssen diese Messungen erlauben. Swissi Process Safety GmbH - A member of TÜV SÜD Group Slide 10
11 Auftreten Exkursion Swissi Process Safety GmbH - A member of TÜV SÜD Group Slide 11
12 Was machen wir jetzt? E Resultate Für eine gegebene Geometrie: E f ( x, y, z, t,,, Q, ) el r Füllrate Parameter Bedeutung Einheit E Elektrisches Feld V/m x, y, z m t Zeit s ρ el Spezifische Resistivität Ω.m ε r Spezifische Permittivität - Q Füllrate Füllrate kg/s ρ el > ρ el > ρ el > ρ el Q Füllrate ρ Ladungsvolumedensität C/kg Folie 12
13 Inhaltverzeichnis 1. Beurteilung 2. Erste Annäherung 3. Was machen wir jetzt? 4. Formalisierung Folie 13
14 Was machen wir jetzt? Formalisierung Zum Beispiel für einen Mehrzwecktank: Folie 14
15 Verfeinerte Betrachtung der Schüttkegelentladung dank Modellierung Dr. Serge Forestier Infotag Swissi Process Safety Folie 15
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