In den letzten Jahren haben sich im Umgang, d.h. während der Herstellung, Verarbeitung, Vermischung, Transport und Lagerung von entzündbaren und selbst zersetzlichen Stoffen (z.B. Peroxide), viele auch multiple Brände ereignet. Im Unterschied zu Einzel-Feuern sind multiple Brände aufgrund ihrer Wechselwirkungseffekte sicherheitstechnisch von besonderer Bedeutung, jedoch sowohl experimentell als auch mit CFD-Simulation noch sehr wenig untersucht.
Forschungsziel ist die Abschätzung des Gefahrenpotentials von wechselwirkenden Bränden beim Umgang derartiger Flüssigkeiten in verfahrenstechnischen Anlagen. An Poolfeuern der Leitsubstanzen n-Heptan/n-Hexan und Di-tert-butylperoxid sollen die charakteristischen Parameter, wie insbesondere die Massenabbrandraten, momentane Flammenlängen sowie Flammenoberflächentemperaturen und entfernungsabhängige Bestrahlungsstärken gemessen werden.
Mit CFD-Simulation sollen zeitlich-gemittelte und momentane Geschwindigkeits- und Temperaturfelder, die spezifische Ausstrahlung sowie die kritischen thermischen Abstände bestimmt werden.
Es hat sich als notwendig erwiesen, neue Reaktionsmechanismen für die Verbrennung organischer Peroxide zu entwickeln und als Submodelle in CFD-Werkzeuge zu integrieren.
Durch eine realistischere Abschätzung der spezifischen Ausstrahlung (SEP) von KW- und Peroxid-Poolbränden und einer erstmaligen Abschätzung der SEP von wechselwirkenden KW- und Peroxidbränden, ist auch eine Abschätzung kritischer thermischer Abstände zu benachbarten Schutzobjekten möglich. Hierdurch ist auch die Erarbeitung von Vorschlägen zur Brandvermeidung möglich. Mit den neuen Erkenntnissen lässt sich die Sicherheit in verfahrenstechnischen Anlagen deutlich erhöhen.
Universität Duisburg-Essen (federführende Forschungsstelle)
Institut für Technische Chemie I
Universitätsstr. 7
45141 Essen
Projektleiter: Prof. Dr. Axel Schönbucher, M. Sc. Stefan Schälike
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Fachgruppe 2.2
Reaktionsfähige Stoffe und Stoffsysteme
Unter den Eichen 87
12205 Berlin
Projektleiter: Dir. und Prof. Dr. Klaus-Dieter Wehrstedt
klaus-dieter.wehrstedt@bam.de
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Engler-Bunte-Institut
Bereich Verbrennungstechnik gGmbH
Engler-Bunte-Ring 1
76131 Karlsruhe
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Henning Bockhorn
henning.bockhorn@kit.edu
Hier steht eine Auswahl von Forschungsergebnissen zum Download bereit.