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Nachrichten und Pressemeldungen aus Labor und Analytik

23.10.2007

Hintergrundbericht: Physikalische Explosionen aufgrund schneller thermischer Wechselwirkungen


Physikalische Explosionen sind schnellablaufende Ereignisse unter der Freisetzung von u. U. sehr hohen Energien. Diese Ereignisse können ausgelöst werden, wenn eine heiße Schmelze (i. a. eine Metallschmelze) mit einem Kühlmittel (i. a. Wasser) in Berührung kommt. Das auslösefähige Stoffsystem ist ein grobverteiltes Gemisch aus heißen Schmelzpartikeln und Kühlmittel. Der Vorgang wird durch einen Triggerimpuls (z. B. einen Druckstoß) ausgelöst, durch den es zu einem Zusammenbruch des Dampffilms zwischen Schmelze und Kühlmittel und zu einer Fragmentation der Schmelze kommt. Die resultierende rasche Wärmeübertragung führt zu einer spontanen Verdampfung und dem Aufbau einer Druckwelle, die ihrerseits die Bedingungen für eine weitere Aufrechterhaltung der Spontanverdampfung erzeugt.

In dem Bericht werden eine Reihe von Unfällen zum Teil mit Todesfolge, in denen es aufgrund eines Kontakts von Schmelze mit Wasser zu physikalischen Explosionen kam, beschrieben und somit die Gefährdungen ausgehend von diesen Explosionen verdeutlicht.

Des Weiteren wird ein Überblick über wichtige experimentelle und theoretische Untersuchungen zu physikalischen Explosionen gegeben. Dabei handelt es sich um Untersuchungen zur Bestimmung der Auslösebedingungen zu diesen Explosionen, zur Verbesserung des Verständnisses der Abläufe während dieser Explosionen sowie zur Entwicklung von Berechnungsmodellen zur Bestimmung der Wärmeübertragungsvorgänge und Druckverläufe.

Abschließend werden die Anforderungen an Schutzmaßnahmen gegen physikalische Explosionen nach den gesetzlichen Vorschriften und technischen Regeln dargelegt sowie Schutzstrategien und konkrete Schutzmaßnahmen vorgestellt.

Quelle: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)




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