Obiettivo 2: Stoccaggio, trasporto e trasformazione in derivati ed e-fuels
REFERENTE/I
Giovanni Manzini – RSE
giovanni.manzini@rse-web.it
Attività
Le attività svolte sono state finalizzate, complessivamente, alle soluzioni di calcolo dedicate alla simulazione del rilascio, dispersione e combustione di idrogeno e metano.
In particolare, sono stati svolti benchmark numerico – sperimentali quale base per lo sviluppo di tali soluzioni dedicate alla simulazione di scenari incidentali (rilascio, dispersione di miscele idrogeno e metano dal sistema di contenimento verso l’intorno del medesimo e combustione di tale mix di in aria).
Ciò a partire da codici numerici già esistenti e, rispettivamente, ECART (fast running code a parametri concentrati) ed OpenFoam (CFD).
Tali codici hanno una natura profondamente diversa e permettono, indicativamente, calcoli rapidi in domini di tempo e di spazio ampi e con risultati caratterizzati da una discretizzazione «lasca» (i.e. valori medi su ampi volumi, ECART) oppure calcoli più lenti in domini di spazio e tempo più ridotti ma con risultati caratterizzati da una discretizzazione «fine» (i.e. valori medi su piccoli volumi di spazio, OpenFoam).
Figura 1
Schema e foto dei dispositivi sperimentali LargeView2 (Università di Pisa, «vecchie» sperimentazioni, precedenti PORH2) e LargeView3 (RSE – Istituto Giordano SpA, «nuova» sperimentazione PORH2).
Risultati
I risultati sono costituiti essenzialmente dalle soluzioni di calcolo ottenute. Essendo queste ultime, essenzialmente, costituite da modalità di input e di trattamento dati di output, oltre che di configurazione dell’utilizzo dei vari modelli necessari.
Indicativamente il codice ECART permette di eseguire le simulazioni di molti test / scenari in tempi ridotti fornendo risultati su ampi volumi, mentre OpenFoam permette di eseguire, a valle, simulazioni di alcuni casi (i più «rappresentativi») con tempi di calcolo più elevati e una precisione maggiore, riuscendo anche a cogliere, almeno qualitativamente, aspetti, quali la DDT, non compatibili con le potenzialità di ECART.
Dal punto di vista fenomenologico si è visto come l’aggiunta di modeste quantità di H2 non comporta variazioni rilevanti nella «violenza» della combustione, mentre l’aggiunta di ulteriori quantità di idrogeno tende a renderla più veloce e sensibile alla turbolenza impressa.
Un possibile impiego potrebbe essere a supporto di analisi di sicurezza nell’ambito di percorsi autorizzativi.
Figura 2
Istanti fotografici di alcune sperimentazioni eseguite con l’ausilio delle apparecchiature, rispettivamente, LargeView2 e LargeView3
Figura 3
Valori numerici di pressione massima (in alto) e immagini di campi di temperatura e fronte di fiamma (in basso) risultanti da alcune sperimentazioni e simulazioni numeriche
Team di ricerca
Giovanni Manzini – RSE
Luca Iannantuoni (ext), Istituto Giordano SpA
In collaborazione con:
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