PM Bussdepå - Gasutsläpp. Simulering av metanutsläpp Verkstad. 1. Förutsättningar

Relevanta dokument
Uppdragets syfte var att med CFD-simulering undersöka spridningen av gas vid ett läckage i en tankstation.

Projektering av ventilationen till studio Acusticum

p + ρv ρgz = konst. [z uppåt] Speciellt försumbara effekter av gravitation (alt. horisontellt):

p + ρv ρgz = konst. Speciellt försumbara effekter av gravitation (alt. horisontellt): Om hastigheten ökar minskar trycket, och vice versa.

2.2 Vatten strömmar från vänster till höger genom rörledningen i figuren nedan.

Inlämningsuppgift 2. Figur 2.2

HYDRAULIK (ej hydrostatik) Sammanfattning

1. Det totala tryckfallet från pumpens utlopp, via rörledningen och alla komponenterna tillbaks till pumpens inlopp ges av. p = d

Lösningar/svar till tentamen i MTM119 Hydromekanik Datum:

HYDRAULIK Grundläggande begrepp I

Teknik & Råd Industriventilation med lågimpulsdon

Skyfallsmodellering inom den planerade fördelningsstationens avrinningsområde vid Gubbängens IP

Strålning från varmfackla vid biogas förbränning

Hydrodynamik Mats Persson

Råd om planering och installation av ventilation i klimatreglerade häststallar

LEONARDO DA VINCI ( )

Vindstudie för planerad bebyggelse vid Danvikshem

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

Sensorteknik 2017 Trådtöjningsgivare

12) Terminologi. Brandflöde. Medelbrandflöde. Brandskapat flöde avses den termiska expansionen av rumsvolymen per tidsenhet i rum där brand uppstått.

Lösningar/svar till tentamen i MTM119 Hydromekanik Datum:

Flödessimulering, sänkt fläktvarvtal i trätork Bygdsiljum

CFD Vindstudie RegionCity

Wilma kommer ut från sitt luftkonditionerade hotellrum bildas genast kondens (imma) på hennes glasögon. Uppskatta

Varje laborant ska vid laborationens början lämna renskrivna lösningar till handledaren för kontroll.

Termodynamik FL5. Konserveringslag för materie. Massflöde (Mass Flow Rate) MASSABALANS och ENERGIBALANS I ÖPPNA SYSTEM. Massflöde:

τ ij x i ρg j dv, (3) dv + ρg j dv. (4) Detta samband gäller för en godtyckligt liten kontrollvolym och därför måste det + g j.

2. Vad innebär termodynamikens första lag? (2p)

Lektion 5: Innehåll. Bernoullis ekvation. c 5MT007: Lektion 5 p. 1

MMVA01 Termodynamik med strömningslära Exempel på tentamensuppgifter

HYDRAULIK Grundläggande ekvationer I

TEXTILBASERADE HÖGIMPULSSYSTEM

TERMODYNAMIK? materialteknik, bioteknik, biologi, meteorologi, astronomi,... Ch. 1-2 Termodynamik C. Norberg, LTH

HYDRAULISK ANALYS, DAMM I BRUNNA VERKSAMHETSOMRÅDE

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Tillämpad mekanik Göteborg. TME055 Strömningsmekanik

REPUS lågimpulsdon. Projektering

Sweco TransportSystem AB Org.nr Styrelsens säte: Stockholm. En del av Sweco-koncernen

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

Strömmodellering Marstrand Undersökningar av strömmar runt nya konstruktioner

Re baseras på medelhastighet V samt hydraulisk diameter D h, Re = Re Dh = ρv D h. , D h = 4 A P. = V D h ν

Äldreboende Granlunda Bullerutredning som underlag till detaljplan, Bergsåker 5:18, Sundsvalls Kommun

Grundläggande Akustik

PM Dagvattenföroreningar

Instruktionsbok DeLaval-skorsten P2

Experimentella metoder 2013, Räkneövning 3

Lösningar/svar till tentamen i MTM119/052 Hydromekanik Datum:

Dimensionerande bränder i tåg och bussar - Status report - Brandforsk projekt

P1. I en cylinder med lättrörlig(friktionsfri) men tätslutande kolv finns(torr) luft vid trycket 105 kpa, temperaturen 300 K och volymen 1.40 m 3.

Porösa medier Transvaskulär transport

Tillämpad Matematik I Övning 3

Henåns skola. Ventilationen och inomhusklimatet. Energy Management AB A Chalmers Industriteknik Company. Historik - framtid

Tillåtna hjälpmedel: Physics Handbook, Beta, kalkylator i fickformat, samt en egenhändigt skriven A4- sida med valfritt innehåll.

Transportfenomen i människokroppen

Hydrogeologisk Promemoria Kompletterande numeriska simuleringar Oskarshamns norra hamn

Lösningar/svar till tentamen i F0031T Hydromekanik Datum:

STOCKHOLMS HAMNAR AB OLJEHAMNEN LOUDDEN STOCKHOLM

Beräkning av skydd mot brandspridning mellan byggnader

Kapitel 9 Hydrostatik. Fysik 1 - MB 2008

Allmänt om projektet och validering av modellerna CFD-modeller Analyserade scenarier Tunnlar. CFD-modeller som ingår i studien.

Rhino till Revit arbetsflöde AADA20 RhinoRevit Workshop 2016 LTH Karl Allemyr

Kan hagel bli hur stora som helst?

Energitransport i biologiska system

UPPDRAGSLEDARE UPPRÄTTAD AV. Peter Sundgren. Beräkning av bullerutbredning Kil kretsloppscentral med byggnader och flyttad flisning med bullerskydd

Analys av turbulensmodeller för CFD

BILAGA 3 BERÄKNINGSFÖRUTSÄTTNINGAR

Strålningsfält och fotoner. Våren 2013

Final i Wallenbergs Fysikpris

Uppföljning av lufttäthet i klimatskalet ett år efter första mätningen

Luddborttagning. Institutionen för produkt- och produktionsutveckling. Chalmers tekniska högskola Göteborg. Grupp E3.

PM - Hydraulisk modellering av vattendraget i Kämpervik i nuläget och i framtiden

fakta mätteknik Kortfattad fakta lufthastighet och -flöde, givarsystem, mätmetoder etc. fakta - kunskap - utbildning - support

WALLENBERGS FYSIKPRIS 2013

ALJa

M6x16 (Bild 6.1.) M8 (Bild 6.2.) M8x25

Laboration 1 Mekanik baskurs

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 5 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 5. strömningslära, miniräknare.

Luftkvalitetsutredningar vid fysisk planering

Termodynamik FL1. Energi SYSTEM. Grundläggande begrepp. Energi. Energi kan lagras. Energi kan omvandlas från en form till en annan.

Årstastråket etapp 3 Översvämning

Dokumentnamn Klassningsplan, brandfarlig vara, för Clinical Research Centre och Wallenberglaboratoriet. Telefon

Simulering av soldrivet torkskåp

a) Vi kan betrakta luften som ideal gas, så vi kan använda allmänna gaslagen: PV = mrt

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Svar och anvisningar. t s(x,t) =s 0 sin 2π T x. v = fλ =3 5 m/s = 15 m/s

Svar på Stockholm Vatten ABs kommentarer angående vägdagvattendammarna vid nya E18.

Värdering av vattenomsättningen i Valdemarsviken

HYDRAULIK Grundläggande ekvationer I

Tentamen i: Hydraulik och Pneumatik. Totalt antal uppgifter: Datum: Examinator: Hans Johansson Skrivtid:

a) Ljud infalier fran luft mot ett tatare material. Ar stralarna A och B i fas elier ur fas precis vid gransytan?

Detaljplaneprocessen på Länsstyrelsen - fokus luftkvalitet. SLF 19 april Annika Svensson Miljöskyddsenheten

BESKJUTNING AV ACETYLEN- FLASKOR INOMHUS

LEKSANDSBOSTÄDER AB Sweco Environment AB. Falun Miljö. Trafikbullerutredning för Snedkanten, Leksands kommun UPPDRAGSNUMMER

Strålningsfält och fotoner. Våren 2016

STOCKHOLMS HAMNAR AB OLJEHAMNEN VÄRTAN STOCKHOLM

Datorbaserade beräkningsmetoder

Inkom till Stockholms stadsbyggnadskontor , Dnr

Om-Tentamen Inledande kurs i energiteknik 7,5hp. Lösningsförslag. Tid: , Kl Plats: Östra paviljongerna

Livens inverkan på styvheten

Energiteknik I Energiteknik Provmoment: Tentamen Ladokkod: 41K02B/41ET07 Tentamen ges för: En1, Bt1, Pu2, Pu3. 7,5 högskolepoäng

WALLENBERGS FYSIKPRIS

Transkript:

Simulering av metanutsläpp Verkstad 1. Förutsättningar 1.1 Geometri Verkstaden var 35,5 meter lång, 24 meter bred och takhöjd 6 meter. En buss med måtten längd 18 meter, bredd 2,6 meter och höjd 3,4 meter placerades centrerat i verkstaden. 1.2 Ventilationsflöde Luften strömmade in genom ena kortsidan och ut ur motstående sida. Flödesriktningen var parallellt med golvet och längs med bussen. Volymflödet per golvarea var 300 l / (minut x m 2 golvarea). Med givna dimensioner blir golvarean 852 m 2 varvid flödet således blir 4,26 m 3 /s. Medelhastigheten hos luften i verkstadens tvärsnitt med givna mått blir därmed 0,03 m/s. 1.3 Läckageflöde Det ansatta läckageflödet av metan beräknades utifrån isentropiskt flöde genom ett hål som mynnar mot atmosfärstryck. Strömningen blir därmed kompressibel och högsta utströmningshastighet genom hålet blir därför lika med ljudhastigheten för gasen. Hålet ur vilket läckaget sker antogs vara cirkulärt med en diameter på 0,5 mm. Detta resulterar i ett läckageflöde av metan på 32 Nm 3 /h. Densiteten hos metan vid atmosfärstryck sattes till en faktor 0,707 av luftens densitet. Läckaget simulerades som att läckande metan flödar ut ur öppningar i kaross och kåpor kring tankarna centrerat på bussens tak. Strömning av metan med ljudhastighet ur läckagehålet antogs sjunka till inkompressibel strömning och låg hastighet på kort avstånd från hålet innan gasen därefter strömmar ut genom öppningar i kaross / kåpor. Den läckande metangasen modellerades därför som ett inkompressibelt ymmande läckage ur en yta med storleken 1x1 meter, vilket skulle motsvara en zon kring läckagekällan där metan strömmar ut. SWECO PIC Gjörwellsgatan 22 Box 34044, 100 26 Stockholm Telefon 08-695 60 00 Telefax 08-695 61 70 Mats Finnson SWECO PIC AB Org.nr 556341-2476, säte Stockholm Ingår i SWECO-koncernen www.sweco.se metanutsläpp 1 (8)

I en enklare analys befanns flödet att ändra sig mycket lite under tömningsförloppet varför det ansattes som konstant i tiden i CFD-beräkningen. Med det ansatta läckageflödet beräknades tömningstiden till ca 9 timmar. 1.4 Beräkningsmetod För beräkning av omblandningen av metan i luft användes en datorbaserad beräkningsteknik kallad Computational Fluid Dynamics (CFD). En flödesdomän motsvarande buss och verkstad indelas i ett stort antal beräkningsceller (ca 20 000) i vilket bl a tryck, hastigheter, turbulensnivåer och gasfraktioner beräknas. CFD-metoden innebär att mass- och energitransport enligt Reynolds Average Navier-Stokes ekvationer (RANS) beräknas i varje cell. Turbulenta fenomen modellerades med k-epsilon-metoden. CFDprogrammet som användes var FLUENT version 6.2.16 från Fluent Inc. Geometrin modellerades i programmet GAMBIT version 2.1.2. 2 (8)

2. Resultat Resultaten nedan beskriver koncentrationerna efter att metangasens spridning är konstant i tiden. 2.1 Utbredning hos gränsyta för 5 volymprocent metan (LEL) Området inom vilket koncentrationen är högre än 5 volymprocent visas i Figur 1 nedan. Metan med en koncentration på 5 volymprocent ansamlas ca 0,6 1,0 meter räknat från taket, se Figur 2. Rakt ovanför läckagekällan är koncentrationen högre än 5 volymprocent. Figur 1. Perspektiv-vy av läckande buss i verkstaden. Den röda ytan är gränsyta för 5 volym- % metan. Ovanför ytan är koncentrationen högre. 3 (8)

[meter under tak, 5 volym% metan] läckagekälla buss från ovan Figur 2. Färgkonturerna avser gränsytans avstånd från taket. Ventilationens flödesriktning indikeras med pilen. 4 (8)

2.2 Utbredning av gränsyta för 1 volymprocent metan (20% av LEL) Området inom vilket koncentrationen är högre än 1 volymprocent visas i Figur 3 nedan. Metan med en koncentration på 1 volymprocent ansamlas på ett avstånd ca 0,8 2 meter under taket, se Figur 4. Rakt ovanför läckagekällan är koncentrationen högre än 1 volymprocent. Figur 3. Perspektiv-vy av läckande buss i verkstaden. Den blå ytan är gränsyta för 1 volym-% metan. Ovanför ytan är koncentrationen högre. 5 (8)

[meter under tak, 1 volym% metan] läckagekälla buss från ovan Figur 4. Färgkonturerna avser gränsytans avstånd från taket. Ventilationens flödesriktning indikeras med pilen. 6 (8)

2.3 Volymkoncentrationer i tvärsnitt Bilderna nedan visar koncentrationen av metan i två olika snittplan genom verkstaden. [volym% metan] koncentration > 5 volym% Figur 5. Koncentration av metan (volymprocent) i ett vertikalt plan tvärs genom bussen. Buss med läckage från taket 7 (8)

[volym% metan] koncentration > 5 volym% Buss med läckage från taket Figur 6. Koncentration av metan (volymprocent) i ett vertikalt plan längs bussens centerlinje. Ventilationens flödesriktning visas med pilen. 3. Kommentarer Det viktiga för en god ventilering i det analyserade fallet är en effektiv transport och utblandning av metan. Då är lufthastigheten kring bussen och i taket intressant. Lufthastigheten är alltid låg nära ytor som t ex under ett tak. Lätta gaser ansamlas under tak och kan därmed vandra motströms låga ventilationsflöden i sådana områden. I riskbedömningen specificeras ventilationsflödet utifrån ett volymflöde per golvarea. Ett rum med liten golvarea blir därmed sämre ventilerat än ett rum med större golvarea om läckagemängd och takhöjd är oförändrade. Ventilationsflödet bör dimensioneras utifrån rummets volym eller tvärsnittsarea (bredd tvärs ventilationsflödet x höjd) så att ventilationsflödet anpassas till transport och utspädning av ett läckage av viss storlek. 8 (8)