Ing. Jan Skřínský, Ph.D.

V tomto článku jsou prezentovány maximální výbuchový tlak, pmax, maximální rychlost nárůstu výbuchového tlaku, (dp/dt)max, deflagrační index, KG, spodní mez výbušnosti, LEL, horní mez výbušnosti, UEL a limitní koncentrace kyslíku, LOC směsi etanolu se vzduchem při počátečních teplotách 25 °C, 65 °C, 80 °C a tlaku 1 bar. Autor prezentuje hodnoty pmax: 9,1±0,91 bar, (dp/dt)max: 388±38 bar/s, KG: 105±11 bar·m/s, LEL: 4,0-0,2 obj. %, LOC / N2: 8,5±0,2 obj. % (psatC2H5OH  = 0,078 bar) pro 25 °C; pmax: 8,3±0,83 bar, (dp/dt)max: 372±37 bar/s, KG: 100±10 bar·m/s, LEL: 3,5-0,2 obj. %, UEL: 19,0+0,2 obj. %, LOC / N2: 8,0±0,2 obj. % (psatC2H5OH  = 0,583 bar) pro 65 °C; pmax: 8,0±0,80 bar, (dp/dt)max: 259±26 bar/s, KG: 70±7 bar·m/s, LEL: 3,0-0,2 obj. %, UEL: 23,0+0,2 obj. %, LOC / N2: 7,5±0,2 obj. % (psatC2H5OH  = 1,083 bar) pro 80 °C.

Hodnoty výbuchových parametrů vysokopecního plynu jsou v současnosti publikovány ve formě výpočtů ze složek čistých látek, za standardních „atmosférických“ podmínek (20 °C a 101 kPa dle IUPAC). V literatuře nejsou uvedeny žádné hodnoty výbuchových charakteristik směsí H2-CH4-CO-C3H8-CO2-vzduchu změřené v&nbs;1 m3 výbuchovém autoklávu. Informace v bezpečnostních listech jsou pro takto komplexní směsi uváděny jako výsledek odhadu pomocí modifikovaných Le Chatelierových rovnic. V tomto článku jsou prezentovány dolní mez výbušnosti, LEL, horní mez výbušnosti, UEL, a mezní koncentrace kyslíku, LOC, změřené v 1 m3 výbuchovém autoklávu při teplotě 20 °C a tlaku 101 kPa. Dále jsou prezentovány vypočtené hodnoty a jejich porovnání s daty získanými experimentálně za daných zkušebních podmínek. Autor prezentuje hodnoty LEL: 13,5 obj. %, UEL: 70,6 obj. % a LOC: 6,1 obj. % pro vypočtené hodnoty a hodnoty LEL: 14,00 – 0,10 obj. %, UEL: 55,00 + 0,10 obj. % a LOC: 6,9 ± 0,10 obj. % pro změřené hodnoty. Jako budoucí experimentální výzkum lze zahrnout vliv hasiva CO2 na hodnotu výbuchových parametrů LEL, UEL a LOC.

Hodnoty výbuchových parametrů jsou v současnosti publikovány hlavně pro čisté látky, tj. etanol a etylacetát za standardních „atmosférických“ podmínek (20 °C a 101 kPa dle IUPAC). V literatuře nejsou uvedeny žádné hodnoty výbuchových charakteristik směsí etanolu-etylacetátu-vzduchu, které by pokrývaly podmínky, při kterých je průmyslově používán, tj. od 20 °C do 80 °C. V tomto článku jsou prezentovány maximální výbuchový tlak, pmax, maximální rychlost nárůstu výbuchového tlaku, (dp/dt)max, a deflagrační index, KG, při teplotách 60 °C a 80 °C a tlaku 101 kPa. Dále jsou prezentovány vypočtené hodnoty a trend maximálního adiabatického výbuchového tlaku, tj. tlaku za ideálních podmínek, bez vlivu tvorby sazí a ochlazovacího efektu stěn autoklávu pro obě zvolené teploty a jejich porovnání s daty získanými experimentálně za daných zkušebních podmínek. Autor prezentuje hodnoty pmax: 7,18±0,359 kPa, (dp/dt)max: 249,7±37,46 bar/s a KG: 67,6±10,15 bar·m/s (psatC2H6O  = 46,750 kPa, psatC4H8O2 = 55,827 kPa) pro 60 °C a pmax: 6,55±0,328 bar, (dp/dt)max: 216,1±32,42 bar/s a KG: 58,6±8,79 bar·m/s (psatC2H6O = 112,767, psatC4H8O2 = 104,132 kPa) pro 80 °C.

A numerical study was performed on the explosion characteristics of methanol-air mixtures; at four various initial temperatures and initial pressures. The explosion parameters of explosion pressure were calculated. The influences of initial conditions on the explosion characteristics were discussed. With the initial pressure elevated from 1.0 to 2.5 bar, the peak explosion pressure increases significantly. Post explosion species composition as a function of methanol mole fraction in the methanol-air post-explosion mixtures (15 vol. % of fuel) for P = 1.0 bar(a) and T = 298 K have been determined. These values will be used as approximate initial values for explosion experiments carried out in heated 1 m3 and 20 dm3 explosion apparatuses designed by OZM Research s.r.o. and used at Laboratory of safety fuels and technologies, Energy Research Centre, VŠB - Technical University of Ostrava.

The present work addresses theoretical prediction and experimental determination of explosion characteristics (explosion pressure, maximum explosion pressure, adiabatic explosion pressure). The correlations of experimental data obtained from either from experiment or thermodynamic model are presented. The goal of this article is to show: how the experimental data can be correlated from a uniform point a view through non-dimensionalization, and how the proposed polynomial function can be derived directly from the behavior of dimensionless plots of the experimental data. At the same time, the theoretical study applying on maximum explosion pressure is presented and shows the detail analysis for different input thermodynamic data files. The maximum explosion pressures, computed by assuming chemical equilibrium within the explosion front are examined in comparison with the measured explosion pressures of two gases (CH4 and H2) at atmospheric conditions.

S pojmem bezpečnostní inženýrství se můžeme setkat v mnoha různých souvislostech napříč mnoha obory. Cílem tohoto článku je informovat čtenáře, jak může být vnímáno bezpečnostní inženýrství z pohledu prevence závažných havárií. V souvislosti s chemickým, procesním a havarijním inženýrstvím je diskutováno bezpečnostní inženýrství jako dílčí obor doplňující v procesech zařízení s nebezpečnou chemickou látkou různé specializace. Jsou uvedeny části zákona o prevenci závažných havárií v souvislosti s potřebnými znalostmi bezpečnostního inženýrství. Pro dotčené osoby podle tohoto zákona jsou uvedeny různě odstupňované znalosti z bezpečnostního inženýrství.

Large quantity of models for pool fire characteristics is available in the literature. In the present work, we implemented different possibilities of heat fraction calculation and we introduced the flame length in order to calculate the point source-target distance. Finally we do not consider the atmospheric stability as constant but we introduced simple mathematical correlation and compare both the model with and without this parameter. The present contribution shows that the Effects model and presented model are almost same based on the heat flux calculation results and therefore that the implementation of the Yellow book model is well done. Nevertheless, from an area of the pool of approximately 5000 m2 there are differences between both models. Those differences are evaluated about 10%. Moreover, it is interesting to evaluate the pool fire behavior according to the nature of the fuel. For the same scenario that is say for the same ambient condition and mass of fuel the variation of the heat of flux as a function to the area of the pool for benzene, gasoline and methanol were shown. The methanol burning is characterized by flame which is not enough visible. We can conclude that more the soot is present when a fuel burn more the heat of flux is affected.

Renewable energies became more and more important in the last years. The production of biogas using agricultural waste and the use of wind and solar energy in combination with water electrolysis is one way to substitute natural gas. Therefore the number of syngas plants is growing very fast. On the other hand, the operation of such plants could be responsible for a significant number of accidents. The main focuses of this contribution are the explosion characteristics and hazards arising from the biogas. Primarily, these are the hazards of fire and explosion induced by flammable components of syngas. However, further hazards are the dangers of asphyxiation and poisoning by gases such as carbon monooxide. These hazards will be the aim of the following article. In order to prevent explosions when storing and handling syngas it is necessary to know the explosion limits of individual gas components and its gas mixtures in mixture with air. However, syngas from gasification unit can vary significantly in its composition. Therefore, for each gas composition the explosion limits would have to be determined. This would require a considerable amount of time and effort. Due to this fact, the explosion limits of syngas are frequently referred to only by the hydrogen fraction of the gas mixture in the safety-relevant literature. In reality as syngas consists of hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide and further residual gases the explosion limits are generally over or underestimated.

A theoretical study on maximum explosion pressure and constant volume adiabatic flame temperature is presented. The maximum explosion pressures, computed by assuming chemical equilibrium within the explosion front are examined in comparison with the measured explosion pressures. Comparisons of the experimentally measured pressures with the calculated adiabatic pressures indicate the degree of adiabacity of the explosion. The calculated peak explosion pressures of methane-air mixtures for ambient conditions are examined in comparison with the experimental values and with the calculated adiabatic explosion pressures. The results represents a continuation of numerous efforts by various research groups, where the key underlying problem has been the understanding of results obtained in laboratory tests for predicting the consequences of gas explosion scenarios in industry.