Untersuchung von Deflagrationen in geschlossenen Rohrleitungen

摘要

Nach dem jetzigen Wissensstand wird der Umschlagpunkt von deflagrativen zu detonativen Reak-tionsvorgangen bei gegebenen Brennstoff/Luft-Gemischen durch zahlreiche Parameter beeinflusst, wobei bereits in einem geraden Rohrleitungssystem komplizierte Verhaltnisse vorliegen. In dieser Arbeit wurde in einer horizontalen DN 150 Rohrleitung der Einfluss der Brennstoffkonzentration, des L/D-Verhaltnisses der Rohrleitung und des Gemischvordrucks auf den Explosionsverlauf bei Propan/Luft-Gemischen untersucht. Es konnte dabei nachgewiesen werden, dass der Explosionsdruck und die Flammengeschwindigkeit in der Nahe der stochiometrischen Gemischzusammensetzung ihr Maximum erreichten (mit etwa 3,25 bar (abs.) und 40 m/s). An den Randern der untersuchten Gemischgrenzen lagen nahezu laminare Verbrennungsgeschwindigkeiten (0,5 m/s) vor. Die hochsten Geschwindigkeiten traten dabei in den ersten Rohrabschnitten auf. Durch das geschlossene Rohrende wurde die Flamme an der freien axialen Ausbreitung gehindert, was zu einem Bremseffekt am Ende der Rohrleitung fuhrte. Eine Erhohung des L/D-Verhaltnisses der Rohrleitung (durch Variation der Rohrlange) hatte einerseits einen exponentiellen Abfall des max. Explosionsdrucks zur Folge, anderseits stieg durch die zunehmende axiale Ausbreitung die mittlere Flammengeschwindigkeit an. Bei Erhohung des Gemischvordrucks wurde ein linearer Anstieg des max. Explosionsdrucks beobachtet. Eine signifikante Veranderung der Flammengeschwindigkeit wurde hier nicht gemessen.