Dreiphasige Druckentlastungen in der Sicherheitstechnik

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Druckbehälter bzw. Reaktoren müssen gegen eine Überschreitung des zulässigen Behälterdruckes mit Hilfe von Druckentlastungsarmaturen geschützt werden, um auch bei Betriebsstörungen den mechanischen, chemischen und thermischen Beanspruchungen sicher zu genügen. Derzeitige Auslegungsmethoden gelten jedoch nur für 1- oder 2-phasige Systeme. Aus diesem Grund werden bei mehrphasigen Systemen in der chemischen Industrie häufig stark konservative Annahmen getroffen, die zu erheblichen Überdimensionierungen der Schutzeinrichtungen führen können. Der Autor beschreibt in dieser Arbeit systematisch die Druckentlastungsvorgänge von nicht-schäumenden, schäumenden sowie reaktiven 3-phasigen Systemen in Abhängigkeit von den Feststoffeigenschaften. Ferner wird die Anwendbarkeit bestehender 1- und 2-phasiger Druckentlastungsmodelle auf 3-phasige Systeme mit Hilfe der Simulationsumgebungen SAFIRE/Vent und gProms® untersucht. Forschungseinrichtungen, Sicherheitstechniker und Ingenieure aus der Industrie erhalten ein tiefgehendes Verständnis über die fluid- und thermodynamischen Vorgänge, wodurch das mehrphasige Entlastungsverhalten im Prozess genauer berechnet werden kann.