Bonn 2000 – scientific programme

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K: Kurzzeitphysik

K 1: Kurzzeitdynamik

K 1.3: Talk

Monday, April 3, 2000, 15:30–15:45, HS XIV

Auswirkung von Hindernissen auf Oberflächendetonationen — •Martin Hofmann, Bodo Plewinsky und Hartmut Hieronymus — Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin

Um Oxidationsprozesse in der chemischen Industrie zu optimieren, wird verstärkt versucht, Luftsauerstoff durch reinen Sauerstoff zu ersetzen und den Prozessdruck zu erhöhen. Dadurch werden weitergehende sicherheitstechnische Betrachtungen notwendig. Unter Sauerstoff können in Gegenwart einer glatten brennbaren Flüssigkeit selbst dann Deflagrationen und sogar Detonationen initiiert werden, wenn sich die Gasphase ausserhalb des Explosionsbereiches befindet. Entscheidende Einflussgrössen für das Auftreten von solchen Oberflächendetonationen sind die Geometrie des Behälters, die Grösse der Flüssigkeitsoberfläche, die Höhe der Flüssigkeitsschicht, die Art des Lösemittels sowie der Sauerstoffdruck zum Zeitpunkt der Zündung. Für die Sicherheitstechnik ist es wichtig, die einzelnen Phasen der Verbrennungsreaktion und den Umschlag von einer Deflagration in eine Detonation besser verstehen zu können. Es wurden Experimente in einem Kugelautoklav durchgeführt. Als System wurde Toluol unter einer Sauerstoffatmosphäre gewählt. Die Wirkung von Hindernissen auf den Reaktionsverlauf wurde untersucht. Der durch die Hindernisse veränderte Verbrennungsvorgang wurde mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet. Entgegen bisherigen Annahmen zeigte sich, dass eine solche Verbrennungsreaktion nicht nur an der Flüssigkeitsoberfläche stattfindet. Obwohl die Gasphase zum Zeitpunkt der Zündung nicht explosionsfähig ist, laufen entscheidende Prozesse deutlich oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche ab.