Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6812

Calculation of Detonation Cell Sizes for  Hydrogen-Air-Steam Mixtures at ITER Typical Pressures

A. Gavrikov, A. Lelakin, W. Breitung, S. Dorofeev

Abstract
Results are presented on detonation cell sizes calculations for ITER relevant mixtures and initial conditions, which are required to evaluate DDT potential. An extended version of GP – software (Gas Properties) is described. This software provides both graphic and tabular representation of various properties of mixtures of hydrogen concerning flammability, explosion properties (including detonation cell sizes), thermodynamic parameters, and transport properties. Calculated values of detonation cell sizes are presented for a range of conditions typical for ex-vessel LOCA scenarios in VVPSS. It is shown that generally the detonation cell size decreases with pressure. However, for certain ranges of initial conditions and mixture compositions the function of detonation cell size on the initial pressure is not monotonic. Evaluation of DDT potential, thus, should use detailed analysis of the cell size data. The GP – software gives an efficient tool for such an analysis.

Berechnung von Detonationszellgrößen für Wasserstoff-Luft-Dampf-Mischungen bei ITER-typischen Drücken

Zusammenfassung
Die Ergebnisse einer Berechnung der Detonationszellgröße für ITER-relevante Mischungen und Anfangesbedingungen, die zur Bestimmung des DDT-Potenzials benötigt werden, werden präsentiert. Eine erweiterte Version der GP-Software (Gas Properties) wird beschrieben. Verschiedene Stoffwerte für Wasserstoffmischungen, wie Zündgrenzen, Explosionsstoffdaten (inkl. Detonationszellgrößen), thermodynamische Parameter und Transportstoffwerte, werden sowohl graphisch als auch in Tabellenform ausgegeben. Für Anfangsbedingungen, die typisch für ein VVPSS Ex-Vessel LOCA- Szenario sind, werden Detonationszellgrößen ermittelt. Es zeigt sich, dass die Detonationszellgröße mit steigendem Druck abnimmt. Für einen gewissen Bereich von Anfangsbedingungen und Mischungszusammensetzungen ist der Verlauf der Detonationszellgröße über dem Anfangsdruck nicht monoton. Die Bestimmung des DDT-Potenzials muss daher eine detaillierte Analyse der Zellgrößen umfassen. Mit der GP-Software steht dazu ein effektives Werkzeug zur Verfügung.

VOLLTEXT

BIBLIOTHEK