Phenomenology of explosions of hydrocarbon gas-air-mixtures in the atmosphere
Description
After deflagration-type ignition gas-air-mixtures reach velocities in the free atmosphere from only a few m/s to the order of 101 m/s. These velocities are not sufficient to induce a transition of the combustion process to a detonative process. In the deflagration combustion process the velocity of the flame front depends on the following main factors: 1) the type of the gas and the relevant type of combustion process, 2) the distribution of the concentration of gas in the free atmosphere, 3) the degree of molecular mixing, 4) effects of turbulence which can lead to a steady increase of the flame front velocity, 5) the possibility of thermal and catalytic formation of radicals. These parameters indicate that the mechanism of spreading of a combustible gas in the atmosphere is of decisive influence for the process of combustion. The paper discusses several chemical engineering topics, kinetics of chemical reactions, and gasdynamical phenomena relevant to the phenomenology of hydrocarbon gascloud explosions in the free atmosphere. For estimating the hazards which explosives and fuels present for the environment, a description by a model is not reliable, since the pressure values may vary in accordance with the ratio 1 : 67. Therefore, a distinction must be made between detonable and deflagrable substances. (orig./HP)
Abstract (German)
Nach einer deflagrativen Zuendung erreichen Gas-Luft-Gemische in der freien Atmosphaere Geschwindigkeiten von wenigen m/s bis zu einer Groessenordnung von 101 m/s. Diese Geschwindigkeiten reichen fuer einen Uebergang des Verbrennungsprozesses in einen Detonationsprozess nicht aus. Beim Deflagrationsverbrennungsvorgang ist die Geschwindigkeit der Flammenfront von den folgenden Hauptfaktoren abhaengig: 1) der Art des Gases und des Verbrennungsvorgangs, 2) der Verteilung der Gaskonzentration in der freien Atmosphaere, 3) dem Grad der molekularen Mischung, 4) Turbulenzeffekte, die zu einer steten Zunahme der Geschwindigkeit der Flammenfront fuehren koennen, 5) der Moeglichkeit der thermischen und katalytischen Radikalbildung. Diese Parameter zeigen, dass der Ausbreitungsmechanismus eines brennbaren Gases in der Atmosphaere fuer den Verbrennungsprozess von entscheidender Bedeutung ist. Die Arbeit untersucht verschiedene Probleme der chemischen Verfahrenstechnik, die Kinetik chemischer Reaktionen und gasdynamische Phaenomene, die fuer die Phaenomenologie der Explosionen von Wasserstoffgaswolken in der freien Atmosphaere von Bedeutung sind. Fuer die Abschaetzung der durch Sprengstoffe und Brennstoffe drohenden Umweltgefahr ist eine Modellbeschreibung nicht zuverlaessig genug, da die Druckwerte im Verhaeltnis 1 : 67 schwanken koennen. Es muss daher zwischen detonierenden und deflagrierenden Substanzen unterschieden werden. (orig./AK)Additional details
Publishing Information
- Imprint Title
- Containment structure impact and pressure pulse loading
- Imprint Pagination
- vp.
- Report number
- AED-Conf--75-365-000
Conference
- Title
- International seminar on extreme load conditions and limit analysis procedures for structural reactor safeguards and containment structures.
- Dates
- 8 Sep 1975.
- Place
- Berlin, F.R. Germany.
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 7233314
- Subject category
- S58: GEOSCIENCES; S61: RADIATION PROTECTION AND DOSIMETRY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference, Non-conventional Literature
- Descriptors DEI
- AIR; BLAST EFFECTS; CHEMICAL REACTION KINETICS; COMBUSTION; EARTH ATMOSPHERE; EXPLOSIONS; GASES; HYDROCARBONS; SHOCK WAVES; SIMULATION
- Descriptors DEC
- CHEMICAL REACTIONS; FLUIDS; KINETICS; ORGANIC COMPOUNDS; OXIDATION; REACTION KINETICS
Optional Information
- Notes
- 2 figs. With abstract. Available from ZAED.
- Secondary number(s)
- AED-Conf--75-365-073.