Simulations of the release and dispersion of chlorine and comparison with the Jack Rabbit field trials

Utslipp og spredning av giftige industrikjemikalier som følge av uhell, terror eller sabotasje, representerer en fare. Slike kjemikalier transporteres og oppbevares ofte som væsker i trykksatte tanker. Det er et betydelig kunnskapsgap og mangel på pålitelige modeller for å modellere utslipp og spredning av tunge gasser, som for eksempel klor, og dermed for å beregne fareområdet ved slike hendelser. Det er antatt at forskjellene i stor grad er relatert til mangelfull kildemodellering, spesielt for store utslipp. For å studere kildetermen ved massive utslipp av tunge gasser ble en serie felttester, der to tonn av henholdsvis klor og ammoniakk ble sluppet ut, gjennomført ved Dugway Proving Ground, Utah, i perioden 27. april - 21. mai 2010. FFI deltok i planleggingsfasen av feltforsøkene med to-fase utslippsberegninger av klor for å bidra til å definere forsøksoppsettet.

Denne rapporten beskriver beregninger av utslippene med en avansert Large Eddy Simulationmodell utviklet ved Cascade Inc., USA, og med de raskere fareprediksjonsverktøyene ARGOS og SLAB. Hensikten er å erverve økt kunnskap om store utslipp over kort tid av trykk-kondenserte toksiske industrikjemikalier, samt å undersøke de raske fareprediksjonsverktøyenes evne til å forutsi spredning av gass og konsekvensene etter et utslipp.

Noen forenklinger og antagelser var nødvendige for å kunne bruke LES-koden til å simulere utslippet i eksperimentet. Likevel er det god overenstemmelse mellom eksperimentet og simuleringen nær utslippet, der dynamikken til stor grad er styrt av utslippsstrømmen fra tanken.

De raske fareprediksjonsverktøyene kan ikke simulere utslippsmekanismen i eksperimentet direkte. En metode der kilden spesifiseres som en dam som fordamper i stedet for en tofasestrøm fra en trykksatt tank ble forsøkt. God overensstemmelse med de eksperimentelle målingene kan oppnås, men resultatene er nokså avhengig av fordampingsraten fra dammen, og det er ikke åpenbart hvordan denne raten bør spesifiseres.