Studio dei rilasci di metano ad alta pressione da fori di grande diametro con il supporto della CFD

Accidental high pressure methane releases are very important problems in the industrial safety field. The main consequence comes from the fact that, being methane a flammable substance, after the formation of a cloud, it could ignite giving rise to a jet fire (if the ignition is immediate) or a flash fire (if the ignition is delayed). In the literature there are many articles dealing with high pressure jets; however, most of them concern small breaking diameters, of the order of the inch, formed for example by a corrosive phenomenon. Other industrial cases, which will be dealt with in this thesis work, concern larger holes, created for example by an impact resulting from moving mechanical equipment. In the industrial safety field there are various methodologies to estimate these clouds size. To model the phenomenon appropriately, the only possible way is to use Computational Fluid Dynamics (CFD) tools. Specifically, it was decided to use the ANSYS software package.

I rilasci incidentali di metano ad alta pressione costituiscono delle problematiche molto rilevanti nell’ambito della sicurezza industriale. La principale conseguenza deriva dal fatto che, essendo il metano una sostanza infiammabile, dopo la formazione di una nube, potrebbe innescarsi dando origine a un jet fire (se l’innesco è immediato) oppure un flash fire (se l’innesco è ritardato). In letteratura si trovano un gran numero di articoli che si occupano di getti ad alta pressione; tuttavia, la maggior parte di essi riguardano dei piccoli diametri di rottura, dell’ordine del pollice, formatosi ad esempio da un fenomeno corrosivo. Altri casi industriali, che verranno trattati in questo lavoro di tesi, riguardano dei fori più grandi, creatisi, ad esempio, in seguito all’urto con macchine utensili in movimento. Nel campo della sicurezza industriale esistono varie metodologie per andare a stimare la dimensione di queste nubi. Per modellare il fenomeno in maniera appropriata l’unico modo possibile è quello di utilizzare gli strumenti di Fluidodinamica Computazionale (CFD). Nello specifico si è deciso di utilizzare il pacchetto software ANSYS.