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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Simulation der Mischungs- und Transportprozesse von Wasserstoff in Räumen

Im Verlauf eines schweren Störfalls bildet sich Wasserstoff und wird in den Sicherheitsbehälter freigesetzt. Das sehr leichte Gas kann sich an höher gelegenen Stellen ansammeln und brennbare Gasgemische bilden. Eine folgende Wasserstoffverbrennung kann, wie z.B. in Fukushima, zu schweren Gebäudeschäden führen.
Das IEK-6 koordiniert gemeinsam mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule ( ETH ) in Zürich einen CFD-Code Benchmark in dessen Rahmen gemeinsam mit deutschen, europäischen und internationalen Partnern (z.B. USA, Russland) untersucht wird, wie eine solche Wasserstoffansammlung durch lokale Gasströmungen (z.B. Freistrahl) wieder verdünnt, bzw. aufgelöst werden kann. Ziel ist es die turbulenten Mischungsvorgänge im Detail zu verstehen und ihre Abbildung in Störfallrechenprogrammen zu verbessern.
Als experimentelle Datenbasis dient die kleinskalige Versuchsanlage MiniPanda an der ETH. Sie eignet sich aufgrund ihrer innovativen Messtechnik, die nicht nur Punktmessung sondern auch 2D Felddaten zur Verfügung stellt, hervorragend für die Weiterentwicklung von CFD-Modellen.

Simulation der Mischungs- und Transportprozesse von Wasserstoff in Räumen

Im Experiment trifft ein Freistrahl (heiße Luft) auf eine kalte Heliumwolke (Modellfluid für Wasserstoff). Mittels der gemessenen Temperaturfelder kann der Mischungsprozess visualisiert und als Maßstab für die Simulation herangezogen werden.


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