Räjähdysvaarallisen tilan paineenkevennys
Valkama, Juha (2017)
2017
Konetekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-10-04
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201709251956
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201709251956
Tiivistelmä
Valtioneuvoston asetus 856/2012 vaatii, että räjähdysvaaralliset tilat eli niin sanotut ATEX-tilat on suunniteltava niin, että räjähdyksessä syntyvä paine on voitava purkaa turvallisesti kevyiden rakenteiden kautta tai paineenkevennyslaittein. Tässä diplomityössä käytiin läpi mitä vaatimuksia lainsäädäntö asettaa paineenpurkamiselle räjähdysvaarallisista tiloista. Lisäksi perehdyttiin räjähdyksen teoriaan ja esitettiin räjähdystä hallitsevat yhtälöt.
Soveltavassa osassa suoritettiin CFD-virtaussimulointi ANSYS Fluent -laskentaohjelmistolla. Suoritettiin ajasta riippuva simulointi palamiselle vakiotilavuudessa, jolla kuvattiin kaasupilven räjähtävää palamista. Simuloinnin tuloksena saatiin paineen nousunopeudelle arvo metaani-ilmaseokselle ja propaani-ilmaseokselle. Räjähdyspaineen nousunopeudesta saatiin johdettua räjähdystä kuvaavan räjähdysvakion arvo. Räjähdysvakiota käytetään standardeissa parametrina räjähdysvaarallisten tilojen suunnittelussa.
Simuloituja räjähdysvakion arvoja vertailtiin kokeellisiin tuloksiin ja korrelaatioiden antamiin tuloksiin. Tulosten perusteella virtaussimulointia voidaan käyttää räjähdysvakion arvon määrittämiseen.
Lopuksi käytiin läpi standardien mukaisia paineenkevennyslaitteita ja laskettiin standardien mukaisesti perusvaatimuksia, jotka liittyvät kaasuräjähdyksiltä suojaaviin järjestelmiin case-esimerkin avulla.
Soveltavassa osassa suoritettiin CFD-virtaussimulointi ANSYS Fluent -laskentaohjelmistolla. Suoritettiin ajasta riippuva simulointi palamiselle vakiotilavuudessa, jolla kuvattiin kaasupilven räjähtävää palamista. Simuloinnin tuloksena saatiin paineen nousunopeudelle arvo metaani-ilmaseokselle ja propaani-ilmaseokselle. Räjähdyspaineen nousunopeudesta saatiin johdettua räjähdystä kuvaavan räjähdysvakion arvo. Räjähdysvakiota käytetään standardeissa parametrina räjähdysvaarallisten tilojen suunnittelussa.
Simuloituja räjähdysvakion arvoja vertailtiin kokeellisiin tuloksiin ja korrelaatioiden antamiin tuloksiin. Tulosten perusteella virtaussimulointia voidaan käyttää räjähdysvakion arvon määrittämiseen.
Lopuksi käytiin läpi standardien mukaisia paineenkevennyslaitteita ja laskettiin standardien mukaisesti perusvaatimuksia, jotka liittyvät kaasuräjähdyksiltä suojaaviin järjestelmiin case-esimerkin avulla.