Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting

A major safety problem at present is the lack of an agreed methodology to estimate blast loads from hydrogen (H2) vents. Of particular interest is the delayed ignition of the flammable clouds that form upon a controlled or uncontrolled release. This study aims to test and improve an existing methodo...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Jarubenjaluk, Adisa
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2025
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:dnet:upcommonspor::f1c8592f9813e50faf6f83badbac8d2a
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/460999
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Hydrogen -- Safety measures
Hydrogen
Hydrogen venting
Deflagration
Detonation
Unconfined and uncongested release
Hydrogen explosion
Overpressure
Hidrogen -- Mesures de seguretat
Hidrogen -- Inflamabilitat
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química
id ES_32f4cd543e5ea28bd2ed43902b25e321
oai_identifier_str oai:dnet:upcommonspor::f1c8592f9813e50faf6f83badbac8d2a
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting
title Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting
spellingShingle Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting
Jarubenjaluk, Adisa
Hydrogen -- Safety measures
Hydrogen
Hydrogen venting
Deflagration
Detonation
Unconfined and uncongested release
Hydrogen explosion
Overpressure
Hidrogen -- Mesures de seguretat
Hidrogen -- Inflamabilitat
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química
title_short Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting
title_full Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting
title_fullStr Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting
title_full_unstemmed Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting
title_sort Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen venting
dc.creator.none.fl_str_mv Jarubenjaluk, Adisa
author Jarubenjaluk, Adisa
author_facet Jarubenjaluk, Adisa
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Vacca, Pascale
dc.subject.none.fl_str_mv Hydrogen -- Safety measures
Hydrogen
Hydrogen venting
Deflagration
Detonation
Unconfined and uncongested release
Hydrogen explosion
Overpressure
Hidrogen -- Mesures de seguretat
Hidrogen -- Inflamabilitat
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química
topic Hydrogen -- Safety measures
Hydrogen
Hydrogen venting
Deflagration
Detonation
Unconfined and uncongested release
Hydrogen explosion
Overpressure
Hidrogen -- Mesures de seguretat
Hidrogen -- Inflamabilitat
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química
description A major safety problem at present is the lack of an agreed methodology to estimate blast loads from hydrogen (H2) vents. Of particular interest is the delayed ignition of the flammable clouds that form upon a controlled or uncontrolled release. This study aims to test and improve an existing methodology to enable more accurate prediction of overpressure in hydrogen venting scenarios. Present deflagration model underestimates overpressures by an order of magnitude, whereas the detonation model results in overly conservative estimates albeit useful to retain as an upper limit. While in safety assessments, a certain degree of conservatism is preferred due to the non-negligible potential consequences, estimates should be realistic and in line with the physics that expected to play a role emphasising the need to improve deflagration modelling. Visible flame speed is identified as the most influential parameter in the deflagration model. Modelled estimates based on cloud radius tends to yield slower flame speeds. An alternative approach using the Reynolds number—reflecting the turbulence induced by pressurised gas release—was proposed. The refined methodology was tested against vertical hydrogen release experiments, demonstrating improved overpressure predictions, with 73% of the predictions falling within a factor of four overestimation.
publishDate 2025
dc.date.none.fl_str_mv 2025
2025-07-03
2026
2026-04-27
dc.type.none.fl_str_mv master thesis
http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
NA
http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/460999
url https://hdl.handle.net/2117/460999
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869405708405964800
spelling Advancing overpressure quantification methodology for hydrogen ventingJarubenjaluk, AdisaHydrogen -- Safety measuresHydrogenHydrogen ventingDeflagrationDetonationUnconfined and uncongested releaseHydrogen explosionOverpressureHidrogen -- Mesures de seguretatHidrogen -- InflamabilitatÀrees temàtiques de la UPC::Enginyeria químicaA major safety problem at present is the lack of an agreed methodology to estimate blast loads from hydrogen (H2) vents. Of particular interest is the delayed ignition of the flammable clouds that form upon a controlled or uncontrolled release. This study aims to test and improve an existing methodology to enable more accurate prediction of overpressure in hydrogen venting scenarios. Present deflagration model underestimates overpressures by an order of magnitude, whereas the detonation model results in overly conservative estimates albeit useful to retain as an upper limit. While in safety assessments, a certain degree of conservatism is preferred due to the non-negligible potential consequences, estimates should be realistic and in line with the physics that expected to play a role emphasising the need to improve deflagration modelling. Visible flame speed is identified as the most influential parameter in the deflagration model. Modelled estimates based on cloud radius tends to yield slower flame speeds. An alternative approach using the Reynolds number—reflecting the turbulence induced by pressurised gas release—was proposed. The refined methodology was tested against vertical hydrogen release experiments, demonstrating improved overpressure predictions, with 73% of the predictions falling within a factor of four overestimation.Un problema de seguretat clau és la manca d’un mètode estàndard per estimar les càrregues d’explosió derivades de respiradors d’hidrogen, especialment quan hi ha ignició retardada després d’una alliberació. Aquest estudi prova i refina una metodologia existent per predir millor la sobrepressió durant la ventilació d’hidrogen. Els models de deflagració actuals subestimen notablement la sobrepressió, mentre que els de detonació són excessivament conservadors però útils com a límit superior. Tot i que el conservadorisme és habitual per seguretat, les prediccions han de ser realistes i coherents amb la física esperada. Per això cal millorar la modelització de la deflagració. La velocitat de la flama és el paràmetre més influent, i les estimacions basades en el radi del núvol tendeixen a donar velocitats més lentes. Es proposa un enfocament alternatiu basat en el nombre de Reynolds, que reflecteix la turbulència causada per l’alliberament de gas a pressió. La metodologia millorada es va validar amb experiments d’alliberament vertical d’hidrogen, mostrant una millora significativa: el 73% de les prediccions van caure dins d’un factor quatre de sobreestimació.Un problema clave de seguridad es la falta de un método estándar para estimar las cargas de explosión de ventilaciones de hidrógeno, especialmente cuando ocurre una ignición retardada tras la liberación. Este estudio prueba y mejora una metodología existente para predecir mejor la sobrepresión en estos escenarios. Los modelos actuales de deflagración subestiman significativamente la sobrepresión, mientras que los de detonación resultan excesivamente conservadores, aunque útiles como límite superior. Aunque el conservadurismo es común en evaluaciones de seguridad, las estimaciones deben ser realistas y coherentes con la física implicada. Mejorar la modelización de la deflagración es, por tanto, esencial. La velocidad de la llama es el parámetro más influyente, y los cálculos basados en el radio del núcleo tienden a dar velocidades más bajas. Se propone un enfoque alternativo basado en el número de Reynolds, que refleja la turbulencia provocada por la liberación de gas a presión. La metodología refinada se validó mediante experimentos de liberación vertical de hidrógeno, mostrando una mejora clara: el 73% de las predicciones quedaron dentro de un factor cuatro de sobreestimación.OutgoingUniversitat Politècnica de CatalunyaVacca, Pascale20252025-07-0320262026-04-27master thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccNAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/460999reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Inglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessoai:dnet:upcommonspor::f1c8592f9813e50faf6f83badbac8d2a2026-05-27T15:37:01Z
score 15,812429

Similares en LA Referencia