Modelování úniku chloru za použití modelu virtuálního zdroje

Abstract

Základním předpokladem havarijní připravenosti je schopnost predikovat realistické havarijní scénáře. Cenná ponaučení lze získat zejména z proběhlých událostí. Takto nabyté zkušenosti ale ukazují, že naše dosavadní poznatky o chování chloru v reálných podmínkách jsou stále značně omezené, což logicky limituje i přesnost matematického modelování. Cílem disertační práce je soustředit a zanalyzovat dostupné informace a aktuální vědecké poznatky využitelné pro zpřesnění stávajících přístupů uplatňovaných při modelování masívních úniků chloru ze skladovacích zařízení (průmyslové stacionární zásobníky, automobilové nebo železniční cisterny apod.). V rámci teoretické části je provedena analýza dostupných literárních zdrojů a datových souborů (databáze ARIA, eMARS ad.), přičemž zvláštní pozornost je věnována získání empirických poznatků o chování chloru po jeho úniku do atmosféry. Prostudovány byly jak zprávy o haváriích proběhlých v minulosti, tak i zprávy o provedených terénních experimentech (např. Jack Rabbit). V praktické části je popsán navržený optimalizovaný přístup pro modelování úniku chloru a prostřednictvím ukázkové simulace (za současného využití numerického programu ALOHA) je prezentována jeho aplikace v reálných podmínkách. Na základě získaných poznatků jsou navrženy obecně použitelná metodická doporučení pro zpřesnění matematického modelování úniku chloru s přihlédnutím k faktorům ovlivňujících jeho šíření v reálných podmínkách. Navržený optimalizovaný přístup vychází z modelu virtuálního zdroje a uplatnění vhodných korekčních koeficientů.

The basic prerequisites of emergency preparedness are the ability to predict a realistic emergency scenarios. Valuable lessons can be learned especially from past events. However, the experience gained in this way shows that our current knowledge about the behavior of chlorine in real conditions is still very limited, which logically also limits the accuracy of mathematical modeling. The aim of the dissertation is to analyze available information and current scientific knowledge that can be used to refine existing approaches used in modeling massive chlorine releases from storage facilities (industrial stationary facilities, automobile or railway tanks, etc.). As part of the theoretical part, an analysis of available literary sources and data sets (ARIA database, eMARS, etc.) is performed, while special attention is paid to obtaining empirical knowledge about the behavior of chlorine after its release into the atmosphere. Both reports on past accidents and reports on conducted field experiments (e.g. Jack Rabbit) were studied. In the practical part, the proposed optimized approach for modelling chlorine leakage is described and its application in real conditions is presented by means of an example simulation (using the numerical program ALOHA). On the basis of the obtained findings, generally applicable methodological recommendations for refining the mathematical modelling of chlorine leakage are proposed, taking into account the factors influencing its propagation in real conditions. The proposed optimized approach is based on a virtual source model and the application of appropriate correction coefficients.