Silo, siklon, filtre ünitesi, öğütücü, taşıma hattı — ince ve yanıcı toz işleyen her ekipmanda tutuşma riski vardır. Tutuşma olduğunda kapalı hacimde basınç çok hızlı yükselir.
Amaç patlamayı tamamen önlemek olsa da, tasarım olması durumunda ne olacağını da hesaba katmak zorundadır.
Üç strateji
Tahliye (venting). Zayıf bir panel belirli bir basınçta açılır ve alevi güvenli bir yöne boşaltır. En yaygın ve en ekonomik yol. Tahliye alanının boyutu, hacme, tozun patlama şiddetine ve ekipmanın dayanım basıncına göre belirlenir.
Bastırma. Basınç yükselişi algılanır ve söndürücü madde püskürtülür. Tahliyenin mümkün olmadığı yerlerde — kapalı binalar, toksik ürünler.
Yalıtım (isolation). Patlamanın bağlı hatlar üzerinden başka ekipmana atlamasını engeller. Silolar arası zincirleme patlamanın ana önlemi budur.
Analizin katkısı
Patlama basıncının kendisi genellikle standart hesap yöntemleriyle belirlenir. CFD'nin somut katkısı başka yerlerdedir:
- Tahliye jeti ve alev topu. Tahliye panelinden çıkan alev ve basınç dalgası nereye, ne kadar uzağa gider? Güvenlik mesafesi ve personel konumu bu soruya bağlıdır — bir sıkıştırılabilir, zamana bağlı problemdir.
- Toz birikimi. Tozun nerede biriktiği, riskin nerede olduğunu gösterir. Bu bir parçacık taşınımı problemidir ve ölü bölgeler kritik noktalardır.
- Toplama ve havalandırma etkinliği. Askıdaki toz derişimini alt patlama sınırının altında tutmak birincil önlemdir; bu, yakalama verimi problemidir.
Uyarı
Patlama modellemesi hassas bir alandır ve sonuçlar mutlak değer olarak kullanılmamalıdır. Yetkili standartlar ve deneysel toz karakterizasyonu (patlama şiddeti, minimum tutuşma enerjisi) esas alınır; analiz onları destekler, yerine geçmez.
Kaynaklar
- Magnussen, B. F. & Hjertager, B. H. (1977). On mathematical modeling of turbulent combustion with special emphasis on soot formation and combustion. Symposium (International) on Combustion, 16(1), 719–729. DOI: 10.1016/S0082-0784(77)80366-4
- Morsi, S. A. & Alexander, A. J. (1972). An investigation of particle trajectories in two-phase flow systems. Journal of Fluid Mechanics, 55(2), 193–208. DOI: 10.1017/S0022112072001806