Wärme- und Stofftransportvorgänge bei sicherheitstechnischen Untersuchungsverfahren für Staubbrände und Staubexplosionen

Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, Möglichkeiten aufzuzeigen, mit denen der Staubexplosionsschutz aus dem gegenwärtigen Stadium vorwiegend empirischen Arbeitens herausgeführt werden kann. Die erörterten experimentellen und numerischen Methoden wurden speziell unter diesem Gesichtspunkt ausgewählt. Bei der experimentellen Untersuchung von Staubexplosionen zeigt sich, daß bedingt durch die Vielzahl möglicher Parametervariationen und den notwendigen materiellen Aufwand, die experimentelle Arbeit allein nicht zum Ziel fuhrt. Erst die Verknüpfung experimenteller und numerischer Methoden ermöglicht hinreichend detaillierte Untersuchungen, um Erkenntnisse aus Laboruntersuchungen sicher und maßgeschneidert aufreale Anlagen und Prozesse anwenden zu können, Staubexplosionen können aufgrund der großen Zahl der sie beeinflussenden Parameter nach mannigfaltigen Szenarien entstehen und ablaufen. Dies führt zu Schwierigkeiten, wenn beabsichtigt ist, eine Staubexplosion deterministisch zu modellieren. Die wesentlichen Einflußgrößen lassen sich nur bedingt mathematisch erfassen, so daß eine Reihe vereinfachender Annahmen bei der Modellbildung getroffen werden muß. Bei der Anwendung der verschiedenen Modelle zeigt sich rasch, daß Mehrzonenmodelle, die aufeiner geschlossenen, ungestörten Form der Flammenfront unter Vernachlässigung der Strömungsgeschwindigkeit beruhen, ungeeignet für die Simulation von Staubexplosionen sind.