Cantitate/Preț
Produs
Total produse
Vezi coșul
Explosion Dynamics de Ali S. Rangwala

Explosion Dynamics

Autor Ali S. Rangwala, Robert G. Zalosh
en Limba Engleză Hardback – 5 iul 2023

NIVEL DE STUDIU: Licență, Master și Referință profesională. Notăm cu interes apariția volumului Explosion Dynamics, o resursă pedagogică riguroasă publicată de Wiley-VCH GmbH care se distinge prin echilibrul dintre fundamentarea teoretică și aplicabilitatea industrială. Autorii, Ali S. Rangwala și Robert G. Zalosh, propun un cadru analitic esențial pentru înțelegerea fenomenelor fizice din spatele exploziilor, punând un accent deosebit pe variabilele critice: temperatura, presiunea și dinamica creșterii acesteia în timp. Subliniem structura logică a textului, care ghidează cititorul prin zece capitole progresive. Primele secțiuni fundamentează matematica sistemelor neliniare și cinetica chimică, în timp ce capitolele intermediare (3-7) analizează tranziția de la deflagrații la detonații și propagarea turbulentă a flăcărilor. Finalul volumului este dedicat ingineriei de siguranță, tratând ventilația și suprimarea exploziilor, completate de studii de caz reale care ancorează teoria în realitatea pericolelor industriale. Cele 82 de ilustrații și seturile de date despre proprietățile materialelor periculoase facilitează rezolvarea problemelor propuse pentru studiu individual. Explosion Dynamics reprezintă o alternativă la Modeling Explosions and Blast Waves pentru cursurile de siguranță chimică sau dinamica fluidelor, cu avantajul unei abordări integrate care include nu doar modelarea undei de șoc, ci și mecanismele de formare a amestecurilor inflamabile de pulberi și vapori în procesele industriale. Spre deosebire de The Detonation Phenomenon, care se concentrează pe aspecte calitative și teorii idealizate, acest volum furnizează un instrumentar matematic complet, necesar pentru proiectarea măsurilor de protecție viabile.

Citește tot Restrânge

Preț: 56997 lei

Preț vechi: 64043 lei
-11%

Puncte Express: 855

Carte disponibilă

Livrare economică 28 septembrie-12 octombrie
Livrare express 11-17 septembrie pentru 4586 lei

Livrare prin curier în România Termenul estimat este afișat lângă disponibilitate.
Transport gratuit pentru acest produs Plată online sau ramburs, în funcție de opțiunile comenzii.
Retur gratuit în 14 zile Comandă securizată și suport în română.
 Adaugă în coș

Wish list
Gift list
Am citit!
Adaugă în listă

Specificații

ISBN-13: 9783527349388
ISBN-10: 3527349383
Pagini: 320
Ilustrații: 82 schwarz-weiße Abbildungen
Dimensiuni: 174 x 248 x 21 mm
Greutate: 0.71 kg
Ediția:1
Editura: Wiley-VCH GmbH
Locul publicării:Weinheim, Germany

De ce să citești această carte

Această carte este indispensabilă studenților de la inginerie chimică și profesioniștilor responsabili cu siguranța industrială. Cititorul câștigă o înțelegere profundă a modului în care se pot preveni incidentele catastrofale prin aplicarea corectă a dinamicii presiunii și cineticii chimice. Este un manual practic care transformă fenomene complexe în date cuantificabile pentru proiectarea sistemelor de ventilație și suprimare.

Despre autor

Ali S. Rangwala și Robert G. Zalosh sunt specialiști recunoscuți în domeniul dinamicii exploziilor și siguranței proceselor industriale. Expertiza lor combinată acoperă cercetarea academică avansată și consultanța tehnică în sectoarele chimic și alimentar. Ambii autori au contribuit semnificativ la dezvoltarea standardelor de protecție împotriva exploziilor de praf și gaze, aducând în acest volum o perspectivă care îmbină rigoarea matematică a ecuațiilor diferențiale cu necesitățile practice ale ingineriei de teren.

Notă biografică

Ali S. Rangwala is a Professor in the Department of Fire Protection Engineering at Worcester Polytechnic Institute (WPI) (2006 - present). He received his PhD in Mechanical and Aerospace Engineering from the University of California, San Diego (2006).

Robert G. Zalosh has been a WPI Professor Emeritus of Fire Protection Engineering (FPE) since retiring from his position as FPE Professor in 2006. Before joining the WPI faculty, Dr. Zalosh worked for 15 years at Factory Mutual Research Corporation (FMRC), where he held several positions, including the Manager of the Applied Research Department.

Cuprins

Preface xi

1 Introduction 1

1.1 What Is an Explosion? Types of Explosions Covered in this Book 1

1.1.1 Nuclear Explosions 2

1.1.2 Pressure Vessel Bursts 3

1.1.3 Explosives 3

1.1.4 Closed Vessel Detonation 4

1.1.5 Steam Explosions 6

1.1.6 Closed Vessel Deflagrations 6

1.1.7 Building Deflagrations 8

1.1.8 Vapor Cloud Explosions 9

1.2 Controlling Parameters of a Combustible Gas/Vapor Explosion Hazard 10

1.3 Flame Propagation 12

1.4 Mixture Concentration - Definition of Flammability Limits 23

1.5 Minimum Ignition Energy (MIE) and Auto Ignition Temperature (AIT) 25

Exercise Problems 27

Nomenclature 27

Greek Symbols 28

Subscripts 28

Other Notations 29

References 29

2 Synopses of Explosion Incidents 31

2.1 Hydrogen Cylinder Trailer Module Explosion 31

2.2 Nylon Flock Dust Explosion 33

2.3 Flammable Vapor Explosion at Ink and Paint Manufacturing Plant 36

2.4 Jahn Foundry Dust Explosion 40

2.5 Upper Big Branch Coal Mine Explosion 45

Nomenclature 51

Subscripts 51

Other Notations 51

References 52

3 Explosion in a Closed Vessel 55

3.1 Introduction 55

3.2 The Movement of a Flame in a Premixed Gas-Air Mixture 57

3.3 Explosion Pressure Rise vs. Time in a Confined Vessel (Theory) 59

3.4 The Closed Vessel as an Experimental Platform for Standard Testing 68

3.5 Influence of Flame Wrinkling, Turbulence, and Dust on Flame Propagation 72

Nomenclature 75

Greek Symbols 75

Subscripts 75

Other Notations 76

References 76

4 Explosion in a Vented Vessel 79

4.1 Introduction: How Does Pressure Develop in a Vented Vessel? 79

4.2 Explosion in a Vented Vessel Neglecting Transient Effects 81

4.3 Pressure Generation in a Vented Vessel with Transient Effects 83

4.4 Flame Instabilities 85

4.5 Flame Front Turbulence and the Concept of Turbulent Burning Velocity ST 86

4.5.1 What Happens with Dust? 88

4.6 Pressures Generated in Vented Vessels - Experiments 89

4.6.1 Influence of Ignition Location 89

4.6.2 Effect of Obstacles 91

4.6.3 Influence of Vent Size and Turbulence with Obstacles 92

4.6.4 Influence of Turbulence with Vented Dust Explosions 94

4.7 Modeling Pressure Generated as a Function of Time in a Vented Vessel 97

4.7.1 Conservation of Mass 98

4.7.2 Expression for mu in Terms of P 99

4.7.3 Expression for mb in Terms of P 99

4.7.4 Expression for mv in Terms of P 100

4.7.5 Conservation of Energy: Expression for Vb in Terms of P 102

4.7.6 Final Equations for the Model 104

4.7.6.1 Calculation of Total Enthalpy of the Gas-Air Mixture 105

4.7.6.2 Burning Velocity 106

4.8 Pressure Developed Outside the Enclosure 113

4.9 Vent Design in Engineering Codes and Standards 115

Nomenclature 121

Greek Symbols 122

Subscripts 122

Superscript 122

Other Notations 122

References 122

5 Accumulation of a Flammable Mixture in an Enclosure 127

5.1 Introduction 127

5.2 Gas Filling in an Enclosure with Forced Ventilation 128

5.3 Gas Filling in an Enclosure with Passive Ventilation 130

5.4 Criteria for Mixture Uniformity 134

5.5 Concentration Buildup in an Enclosure by a Liquid Spill 137

5.5.1 Size of Spill 137

5.5.2 Evaporation of a Flammable Liquid Spill 137

5.6 Concentration Buildup in an Enclosure due to Dust 142

Nomenclature 145

Greek Symbols 146

Subscripts 146

Other Notations 147

References 147

6 Dimensionless Analysis 149

6.1 Introduction 149

6.2 Dimensional and Nondimensional Quantities 149

6.3 The Buckingham Pi Theorem 150

6.4 Procedure for Obtaining Pi Terms 150

6.4.1 Creating a Correlation 154

Nomenclature 161

Greek Symbols 161

Subscripts 161

References 162

7 Vapor Cloud Explosions 163

7.1 Introduction 163

7.2 Shape of Overpressure Curves: Pressure Wave, Shock Wave, and Blast Wave 164

7.3 The Classical Model of Pressure Developed by a Spherically Expanding Flame 166

7.4 TNT Equivalent Model 168

7.5 The Multienergy Models 172

7.6 Baker-Strehlow-Tang Model 172

7.7 TNO Model 175

7.8 The Williams Model 186

7.9 Computational Fluid Dynamics (CFD) Modeling of VCE 189

7.10 Summary 190

Nomenclature 190

Greek Symbols 191

Subscripts 191

Other Notations 191

References 192

8 Dust Flames and Dust Explosions 195

8.1 Introduction 195

8.2 Elements of a Dust Explosion 196

8.3 Flame Structure - What Is a Dust Flame? 200

8.4 Dust Explosion Test Platforms 208

8.4.1 Hybrid Flame Analyzer 208

8.4.2 The Standard 1 m3 and 20-l Explosion Spheres 213

8.4.3 Minimum Ignition Energy (MIE) Tests 216

8.4.4 Dust Ignition Temperature Tests 218

8.4.5 Limiting Oxygen Concentration 222

8.4.6 Open Dust Deflagration Test Apparatus by Dobashi 223

8.5 Powder and Dust Processing Equipment 223

8.5.1 Particle Size Reduction Equipment 224

8.5.2 Ovens and Dryers 226

8.5.3 Dust Collectors 228

8.5.4 Other Powder and Dust Handling Equipment 231

8.6 Dust Hazard Analyses 231

8.7 Dust Explosion Venting 238

Exercise Problems 242

Nomenclature 242

Greek Symbols 243

Subscripts 243

Other Notations 243

References 244

9 Other Explosion Protection Methods 249

9.1 Introduction 249

9.2 Gas/Vapor Concentration Dilution 249

9.3 Inerting 251

9.4 Explosion Suppression Systems 253

9.5 Isolation 259

Nomenclature 267

Greek Symbols 268

Subscripts 268

Other Notations 268

References 269

Appendix A A Review of Chemistry and Thermodynamics 271

A.1 Mole Fraction (Xi) and a Mass Fraction (Yi) 271

A.1.1 Mole 271

A.1.2 Molar volume of a gas 271

A.1.3 Gram-mole 271

A.2 Stoichiometry 273

A.3 Combustion Chemistry 275

A.3.1 Combustion of Propane 276

A.3.2 Combustion of Butane 277

A.3.3 Represent as a Mixture 277

A.3.4 Determine Volume Percent of Fuel 278

A.3.5 Determine Weight Percent of Fuel 278

A.4 Pressure 279

A.5 Energy Terms and Adiabatic Flame Temperature 280

A.5.1 Ethane in Air 282

A.6 Equivalence Ratio 284

A.6.1 Stoichiometric Coefficient (s or r Depending on Reference) 285

A.7 Heat and Heat Capacity 285

A.8 Entropy and Isentropic Process 285

A.8.1 Definitions 286

A.8.2 Ideal Gas Temperature - Entropy Relationships 286

A.8.3 Isentropic Relations 288

Exercises 289

References 289

Appendix B Mathematica Code for Solved Examples 291

Index 299

Descriere scurtă

Eine strukturierte und umfassende Einführung in die Explosionsdynamik mit Fallstudien und Arbeitsbeispielen.

Descriere

Explosion Dynamics Structured and comprehensive introductory guide to understanding and applying explosion dynamics concepts Explosion Dynamics thoroughly explores the physical phenomena of explosions and enables readers to understand controlling variables that govern temperature, pressure, and rate of increase in pressure respectively, while also providing a mathematical framework for characterizing and applying key concepts. To promote seamless reader comprehension, this comprehensive textbook provides working examples, case studies, and assignments for self-study, as well as additional material such as property data for common gases and dusts, which supports the examples presented throughout the text. Written by two highly qualified authors, topics covered in Explosion Dynamics include: Similitude theory, similarity solutions, nonlinear systems of differential equations, gas dynamics, and chemical kinetics How a flammable mixture of gas or vapor or a suspension of powder, dust particles, or droplets forms in the industrial processing of hazardous materials Range of temperature, pressure, and concentration in which a flame can ignite and propagate How the “rate-of-pressure-rise” affects the overall explosion hazard and the viability of various explosion protection measures Providing a structured and comprehensive approach to the subject, Explosion Dynamics is an indispensable textbook that allows chemistry and engineering students, along with professional engineers and professionals in the chemical and food industries, to understand the fundamental mathematics and physics involved in explosions and develop appropriate protection and prevention measures.