بررسی و مقایسه آزمایش ها و مدل های ریاضی انتشار گازهای سنگین

رهایش و پراکندگی ابر گازهای سمی و آتش گیر در جو یکی از حوادث حایز اهمیت در ایمنی فرآیندهاست. پیش بینی نحوه انتشار گازها پس از رهایش آن ها به عنوان یک حادثه خطر زا برای جمعیت های انسانی مجاور صنایع یا محیط زیست برای کاهش خسارات ناشی از آن دارای اهمیت ویژه ای می باشد. آنالیز ریسک معمولا  با نرم افزارهایی که بر پایه آزمایش های تجربی و روش های ریاضی استوارند، انجام می شوند.

 برای به دست  آوردن مدل ها و ارزیابی مدل های ارایه شده چندین آزمایش در تحقیقات مختلف انجام گرفته است. آزمایش های انجام یافته در زمینه انتشار گاز را می توان به دو دسته اصلی آزمایش های میدانی و آزمایش های در تونل باد تقسیم بندی کرد. از جمله آزمایش های میدانی مهم می توان به آزمایش های Kit Fox، Thorney Island ، Coyote اشاره کرد. آزمایش های گروه PREP، EMU از جمله آزمایش های صورت گرفته ی مهم در تونل باد می باشند. در بسیاری از موارد به دلیل آن که حادثه بیشتر در فضای باز رخ می دهد، بررسی انتشار گاز در فضای باز بدون حضور مانع و یا در حضور مانع به نمایندگی از ساختمان ها و تجهیزات فرآیندی انجام یافته است.  در برخی از مطالعات نیز انتشار گاز در فضای بسته و ساختمان های بزرگ صورت گرفته است. در مدل سازی انتشار گاز، ابتدا مدل های ساده با عنوان مدل های جعبه ای، مدل های پلوم پایدار، مدل های انتگرالی و بعد مدل های پیشرفته تر مانند مدل های لاگرانژی و مدل های لاگرانژی گوسی ارایه شده است.  در سال های اخیر نیز استفاده از روش های دینامیک سیالات محاسباتی مورد توجه است. مدل های  LES، RANSوDNS  از جمله مدل های بکار برده شده در روش CFD می باشند.

گازها و سناریوهای رهایش گوناگونی در کارهای یاد شده مورد مطالعه قرار گرفته اند. از دیگر موارد تاثیر گذار بر انتشار گاز می توان به توپوگرافی محل رهایش و بستر انتشار گاز اشاره کرد که در آزمایش ها و شبیه سازی های عددی مورد بررسی قرار گرفته اند.

در زمان استفاده و استناد به آزمایش ها و مدل های ارایه شده، تا حد ممکن بایستی شرایط سناریو با آزمایش و مدل نزدیک باشد. از این شرایط می توان به نوع گاز، بستر انتشار گاز، نحوه برون ریزی و نشت گاز (آنی یا پیوسته) و شرایط محیطی دیگر اشاره کرد.