kl.
13.00
-
16.00
Porsgrunn, A-271
Graden avlegges ved Universitetet i Sørøst-Norge (USN), Fakultet for teknologi, naturvitenskap og maritime fag.
Om avhandlingen
Tankeksplosioner og rørbrudd i trykksatt utstyr er ulykkescenarioer som inntreffer sjelden, men som kan forårsake tap av menneskeliv og store materielle ødeleggelser. Denne avhandlingen presenterer resultater fra eksperimenter og beregninger som beskriver hurtig ekspansjon og faseendring i flytende karbondioksid. En motivasjon var å kvantifisere skadepotensialet i et hurtig CO2 utslipp fra scenarioer som for eksempel en BLEVE (eller Boiling Liquid Expanding Vapor Eksplosjon). Et hovedmål var å beskrive karakteristiske hastigheter samt egenskaper bak kokebølgen som en funksjon av den termodynamiske tilstanden foran bølgen.
Sammendrag av resultater:
- En fortynningsbølge passerte gjennom væske og gassfasen ved lokal lydhastighet. Bilder fra høyhastighetskamera viste at en kokebølge fulgte bak fortynningsbølgen. Kokebølgens målte hastighet var i området 32-42 m/s.
- Heterogen nukleering fant sted på veggen foran kokebølgen. Detaljene i kokefronten kunne ikke observeres på grunn av gassbobler som ble dannet på glassoverflaten.
- Den hurtige faseendringen (kokebølgen) bidro ikke til sjokkbølgen i den gjeldende test-geometrien.
- En høyere impuls ble målt i de forsøkene der høytrykkskammeret var fylt med flytende CO2 sammenliknet med kun gassfase.
- Kokehastigheten og tilstanden bak kokebølgen ble beregnet ved hjelp av en Rankine-Hugoniot analyse. Modellen viste godt samsvar med eksperimentelle data.
- De eksperimentelle dataene så ut til å tilnærme seg en Chapman-Jouguet løsning. Ved en gitt CJ-løsning så var modellinput initial trykk og trykket i den ekspanderte metastabile væska foran kokebølgen.
- Den beregnede dampfraksjonen bak kokebølga var i området 0.21 - 0.23. Denne begrensede dampfraksjonen kan forklare hvorfor den hurtige faseendringen ikke bidro til sjokkbølgen.
- Avhandlingen presenterer en strategi, som inneholder den beregnede dampfraksjonen bak kokebølen, for å estimere mengden mekanisk energi som frigjøres ved ekspansjon og faseendring.