Cycle 2 1 Constructing

PHAST proporciona tres modelos de explosión de nube de vapor para usarse ya sea como parte del análisis concatenado

(usando los modelos de tubería, recipiente o definidos por el usuario) o como modelos separados o de alimentación directa, observando solo los riesgos de interés. Estos son:

 TNO Multi Energy

 TNT Equivalency

 Baker Strehlow

Cuando se usn estos modelos en el análisis vinculado al estudio “tanque/tubería”, el usuario debe definir qué tipo de modelo de explosión desean que se incluya como parte de los datos de alimentación del caso.

3.9.1 PARÁMETROS QUE DESCRIBEN LA NATURALEZA DE LA EXPLOSIÓN

Factor de reflexión del suelo: Para una explosión localizada a nivel de suelo, se debe fijar el factor de reflexión igual a 2, y

la energía de explosión será el doble. Para una explosión localizada en aire, se ajusta el factor de reflexión del suelo a 1, por lo que la energía de explosión no será modificada por el factor de reflexión del suelo.

Reactividad del material: La reactividad se selecciona entre Alta (Hidrogeno, acetileno, oxido de etileno, oxido de

propileno). Media (La mayoría del resto de los materiales), Baja (Metano y monóxido de carbono).

Expansión de la Flama: Se selecciona entre 1, 2 o 3 dimensiones, y describe las limitaciones en la expansión de la flama.

Un alto grado de restricción (por ejemplo: 1D) incrementa la velocidad de combustión y el exceso de presión. Un alto grado de restricción (por ejemplo, 1D) aumentará la velocidad de combustión y por tanto el exceso de presión.

Obstáculo de la densidad: Esta es una elección entre Baja, Media o Alta. Los obstáculos por alta densidad incrementan la

velocidad de combustión, lo que aumenta la presión.

Volumen confinado: Se debe especificar el volumen de la región confinada (cuando la opción esta deshabilitada es

porque la masa ya ha sido indicada). Se asume que todas las partes de la nube fuera de este volumen, están en regiones no confinadas, y no son capaces de generar sobrepresiones significativas. Si el volumen de la nube es menor que el Volumen Confinado, entonces el programa usara el volumen del la nube en los cálculos.

Criterio de localización de la explosión: Este parámetro permite escoger la localización del epicentro de una explosión

retardada, donde se define la ubicación en relación con las dimensiones de la nube. Este parámetro contiene las siguientes opciones:

Frente de la nube(Fracción LFL) Centro de la nube

Si elige Frente de la nube (Fracción LFL), el epicentro se encuentra en el lugar más lejano a favor del viento en la que la concentración es al final, igual a la fracción LFL fijada en los parámetros inflamables.

Si elige Centro de la nube, el epicentro se encuentra en el centro de la nube para una liberación instantánea, y en el centro de gravedad de la nube para una liberación continua, donde la ubicación del centroide en la dirección del viento (x), se obtiene tomando un promedio ponderado del punto central de cada segmento de la liberación.

Si elige Frente de la nube (LFL), el epicentro se encuentra en el lugar más lejano a favor del viento en el que la concentración es igual a la LFL.

3.9.2 USO DE LOCALIZACIÓN POR IGNICIÓN RETARDADA

La localización de ignición retardada es la distancia horizontal del punto de descarga a la de la distancia donde se produjo la ignición, usada para dar una representación del efecto – distancia para una explosión de nube de vapor. La localización puede ser especificada pero, si no se especifica, entonces el programa considerara un rango de localizaciones de explosión para diferentes etapas de la dispersión de la nube, y usara la localización de la ignición que da la distancia del mayor efecto.

En los cálculos de los efectos de la ignición retardada, el programa toma en cuenta la masa flamable de acuerdo a lo especificado en los parámetros Flamables. Si se especifica una localización que esta fuera de la región flamable de la nube (por ejemplo: si la distancia es mayor que la distancia a la distancia especificada para alcanzar la fracción de LFL), entonces el programa usara la localización de ignición a la cual se da el mayor efecto a distancia, como lo hace cuando no se establece un lugar.

La localización de fuente de ignición en relación con la geometría de la nube depende de los criterios de localización de la explosión fijados en los parámetros de Explosión.

Las liberaciones instantáneas producen resultados de Explosion Temprana ubicada en el origen despues de que ocurre la emisión. Tanto las liberaciones instantáneas como las continuas producen resultados de Explosión Tardía basados en los resultados del peor caso. Para calcular el peor caso la masa inflamable se mide cada diez metros (o cualquiera que sea la distancia que se define en el parámetro “tamaño de paso flamable”) y después la distancia a las sobrepresiones de interés se mide con base en una explosión de esa masa a esa distancia. El peor caso de explosión para cada sobrepresión es entonces calculado (las explosiones más cercanas al origen pueden producir mayores distancias de afectación debido a que las masas inflamables son mayores). La definición de la fracción de LFL se fija en los parámetros flamables.

3.9.3 MODELO DE EXPLOSIÓN TNT

El modelo TNT es el modelo de explosión más directo, y produce solo resultados de sobrepresión (no impulso). Solo requiere dos datos; el primero es que tipo de explosión será modelada –con detonación en suelo o en el aire. La detonación en aire se basa en un modelo esférico, la detonación es suelo en un modelo hemisférico.

Si la masa flammable en la nube es menor que la Masa mínima de Explosión (mmin=0) establecida en los parámetros de

Explosión, entonces la explosión no ocurrirá, y el modelo no es ejecutado. El radio de Explosión, R’, es la distancia del centro de la explosión a la distancia de interés: Se pueden especificar tres sobrepresiones de interés.

Para una explosión inmediata, se asume que el punto de la liberación es el centro de la explosión, por lo que la distancia a la sobrepresión indicada, de la fuente de la liberación es el mismo que el radio de explosión.

PHAST, considera hasta 50 pasos de la localización de la descarga a la máxima distancia dmax. Las sobrepresiones para esta

grafica son entonces calculadas del mismo modo, como las sobrepresiones para las distancias de interés.

3.9.4 MODELO DE EXPLOSIÓN “MULTI-ENERGY”

El modelo TNO-Multi-Energy es más sofisticado y físicamente mas realista que el modelo TNT. Divide la nube en base a las diferentes áreas que cubre y toma en cuenta hasta siete sub-fuentes. Cada area puede tener un valor un confinamiento propio y, ya sea volumen confinado o fraccion de la nube especificados.

Fuerza de la detonación de sub-explosion: La fuerza de la detonación alimentada predice la curva seleccionada (1-10) para calcular sobrepresiones.

Definiciones de volúmenes confinados:

Volumen confinado = 2 x (Lo que sea dentro de 2m de obstáculos) TRC O lo que sea dentro de 5m de obstáculos HSE.

El modelo TNO produce resultados de sobrepresión e impulso para cada fuente de detonación por separado. Como las zonas de riesgo pueden traslaparse las sobrepresiones pueden ser aditivas. Esto hace al modelo TNO relativamente difícil de interpretar.

3.9.5 MODELO DE EXPLOSION BAKER-STREHOLOW

El modelo de Baker-Strehlow requiere datos de alimentación tal como la reactividad del fluido, expansión de la flama, densidad de obstáculos, reflexión en el suelo. Si se usa el modelo de Baker como parte del análisis concatenado también se requiere el volumen confinado.

Para obtener la sobrepresión e impulso a una distancia dada, el programa calcula el valor de x para dicha distancia, entonces usa tablas de consulta (que corresponden a las graficas), para derivar una estimación del valor de y y y’, para cada velocidad de flama.

Los valores de y y y’ de la velocidad de la flama real se obtienen por interpolación, y el programa entonces convierte y a una sobrepresión y y’ a un impulso. El programa considera una serie de distancias igualmente espaciadas del centro de la explosión. Para cada distancia escalada, el programa usa la tabla de búsqueda (Apéndice B??) para sobrepresiones para obtener la sobrepresión escalada para cada velocidad de flama, interpolando entre la distancia en la tabla para obtener los valores para una distancia actual.

Para cada distancia escalada, el programa usa la tabla de consulta (Apéndice B??)para impulso, para obtener el impulso escalado para cada velocidad de la flama, interpolando entre la distancia en la tabla para obtener valores de la distancia actual.