Numerical prediction of combustion products as the basis
for environmental risk assessment
1
Politechnika Częstochowska, Katedra Pieców Przemysłowych i Ochrony Środowiska, Częstochowa
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2016;19(1):149-156
KEYWORDS
ABSTRACT
In the article the numerical method of determination of fuels combustion products on the basis on their
chemical composition was presented. In the calculations the latest version of the professional software,
namely CHEMKIN-PRO created by the American company Reaction Design, was used. For the selected
initial and boundary conditions the numerical calculations were made in order to estimate the composition
of gas atmosphere in a fire in an enclosed, ventilated room, filled with a combustible material of known
elemental composition. The examples of this method use was shown in order to determine the composition
of liquid hydrocarbon fuel containing admixtures of oxygen, sulphur and nitrogen. It was found that, based
on the resulting calculation, in particular chemical composition including over a hundred of compounds, the
ecological effects for natural environment and human being health can be predicted. The results of calculations
clearly indicate that as an effect of gasoline fire in a confined space the pollutants that are undesirable
from an environmental point of view of are released. An extremely dangerous mixture of gases, mostly
combustible (H2, CO and hydrocarbons) is produced, which pose a danger of explosion when these gases
reach the explosive limit. The results of numerical calculations obtained by the authors, despite the limited
amount of data describing the analyzed process may constitute a basis of reflection on the mechanisms of
formation of different chemical compounds, especially those which high concentration may endanger the
lives and health of human beings taking part in rescue operations.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Numeryczne prognozowanie produktów spalania jako
podstawa do oceny zagrożenia środowiska
pożar, spalanie, modelowanie numeryczne, zanieczyszczenie
W artykule przedstawiono metodę numerycznego określania produktów spalania paliw na
podstawie ich składu chemicznego. Do obliczeń użyto najnowszej wersji profesjonalnego oprogramowania
amerykańskiej firmy Reaction Design, a mianowicie programu CHEMKIN-PRO. Dla
zadanych warunków początkowych i brzegowych dokonano obliczeń numerycznych mających na
celu oszacowanie składu atmosfery gazowej podczas pożaru w zamkniętym, wentylowanym pomieszczeniu,
wypełnionym palnym materiałem o znanym składzie elementarnym. Podano przykład
wykorzystania tej metody do określenia składu spalin ciekłego paliwa węglowodorowego
zawierającego domieszki tlenu, siarki i azotu. Pokazano, że na podstawie uzyskanych wyników,
a w szczególności skład chemiczny obejmujący ponad sto związków można prognozować skutki
ekologiczne dla środowiska i zdrowia człowieka. Otrzymane wyniki obliczeń jednoznacznie wskazują,
że na skutek pożaru benzyny w zamkniętym pomieszczeniu uwalniane są niepożądane z ekologicznego
punktu widzenia zanieczyszczenia. Wytwarza się bowiem niezmiernie niebezpieczna
mieszanka gazów, w większości palnych (H2, CO i węglowodory), co grozi niebezpieczeństwem
wybuchu w momencie osiągnięcia przez te gazy granicy wybuchowości. Uzyskane przez autorów
wyniki obliczeń numerycznych, mimo ograniczonej ilości danych opisujących analizowany proces,
mogą stanowić podstawę rozważań na temat mechanizmów formowania różnych związków
chemicznych, a zwłaszcza tych, których wysoka koncentracja może stanowić zagrożenie dla życia
i zdrowia ludzi biorących udział w akcjach ratunkowych.
REFERENCES (14)
1.
Beringer, J. 2000. Community fire safety at the urban/rural interface: the bushfire risk. Fire Safety Journal vol. 35, no. 1, s. 123.
2.
Caliendo i in. 2013 – Caliendo, C., Ciambelli, P., De Guglielmo, M.L., Meo, M.G. i Russo, P. 2013. Simulation of fire scenarios due to diffrerent vehicle types with and without traffic in a bi-directional road tunnel. Tunneling and Underground Space Technology vol. 37, s. 22–36.
3.
Giefing i in. 2012 – Giefing, D.F., Bembenek, M., Gackowski, M., Grzywiński, W., Karaszewski, Z., Klentak, I., Kosak, J., Mederski, P.S. i Siewert, S. 2012. Ocena procesów technologicznych pozyskiwania drewna w trzebieżach późnych drzewostanów sosnowych. Metodologia badań. Nauka Przyroda Technologie t. 6, z. 3, s. 1–23.
4.
Głowiński, J. 2002. Warunki równowagi i stacjonarności w kinetyce chemicznej. Wrocław: Oficyna Wydaw. Politechniki Wrocławskiej.
5.
Górski i in. 2008 – Górski, K., Olszewski, W. i Lotko, W. 2008. Alkohole i etery jako paliwa dla silników o zapłonie samoczynnym. Czasopismo Techniczne. Mechanika z. 7, s. 13–24.
6.
Jarosz i in. 2014 – Jarosz, W., Dmochowska, A., Salamonowicz, Z., Majder-Łopatka, M. i Matuszkiewicz, R. 2014. Zagrożenia środowiska naturalnego powodowane przez produkty spalania ropy naftowej. Przemysł Chemiczny t. 93, nr 5, s. 686–691.
7.
Li i in. 2014 – Li, J., Feng, X., Li, Y., Xu, P., Yin, Ch., Chen, Ch. i Li, Y. 2014. Numerical studies on smoke spread in urban underground tunnel with horizontal junctions. Procedia Engineering vol. 71, s. 441–445.
8.
Paltrinieri i in. 2009 – Paltrinieri, N., Landucci, G., Molag, M., Bonvicini, S., Spadoni, G. i Cozzani, V. 2009. Risk reduction in road and rail LPG transportation by passive fire protection. Journal of Hazardous Materials vol. 167, no. 1–3, s. 332–344.
9.
Pesic i in. 2011 – Pesic, D.J., Blagojevic, M.D. i Glisovic, S.M. 2011. The model of air pollution generated by fire chemical accident in an urban street canyon. Transportation Research Part D vol. 16, no. 4, s. 321–326.
10.
Smith i in. 2015 – Smith, G.P., Golden, D.M., Frenklach, M., Moriarty, N.W., Eiteneer, B., Goldenberg, M., Bowman, C.T., Hanson, R.K., Song, S., Gardiner, W.C., Lissianski, V.V. i Qin Z. 2015. [Online] Dostępne w: http://www.me.berkeley.edu/gri.... [Dostęp: 29.04.2015].
11.
Sun i in. 2014 – Sun, B., Guo, K. i Pareek, V.K. 2014. Computational fluid dynamics simulation of LNG pool fire radiation for hazard analysis. Journal of Loss Prevention in the Process Industries vol. 29, no. 1, s. 92–102.
12.
Vianello i in. 2012 – Vianello, C., Fabiano, B., Palazzi, E. i Maschio, G. 2012. Experimental study on thermal and toxic hazards connected to fire scenarios in road tunnels. Journal of Loss Prevention in the Process Industries vol. 25, s. 718–729.
13.
Vilchez i in. 1995 – Vilchez, J.A., Sevilla, S., Montiel, H., i Casal, J. 1995. Historical analysis of accidents in chemical plants and in the transportation of hazardous materials. Journal of Loss Prevention in the Process Industries vol. 8, no. 2, s. 87–89.
14.
Zajemska, M. i Poskart, A. 2013. Możliwości zastosowania metod numerycznych do przewidywania i ograniczania emisji zanieczyszczeń z instalacji spalania stosowanych w przemyśle chemicznym i rafineryjnym. Przemysł Chemiczny t. 92, nr 3, s. 357–361.
Share
RELATED ARTICLE
| eISSN: | 2720-569X |
| ISSN: | 1429-6675 |
We process personal data collected when visiting the website. The function of obtaining information about users and their behavior is carried out by voluntarily entered information in forms and saving cookies in end devices. Data, including cookies, are used to provide services, improve the user experience and to analyze the traffic in accordance with the Privacy policy. Data are also collected and processed by Google Analytics tool (more).
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
