Uçucu yanıcı gazların birikme davranışının hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonu yöntemiyle incelenmesi

Hayatımızın her alanında kullandığımız gazların birçok tehlikesi bulunmaktadır. Gazlar özelliklerine göre zehirleyici, yanıcı/patlayıcı ve boğucu etkileri bulunmaktadır. Kullanım alanları oldukça geniş olup başlıca Dolum ve Dağıtım Tesisleri, Doğalgaz Santralleri, Petrol Rafinerileri, Trafo Merkezleri ve İmalathaneleri, Akaryakıt İstasyonları kimyasal sanayi gibi en çok endüstride kullanılır. Günlük yaşam alanlarımızda doğalgaz, tüp gaz olarak mutfak ve salonlarımıza kadar girmiş durumdadır. Bu gazların tehlikelerinden korunmak için farklı yöntemler kullanılır. En yaygın olanı gaz kaça durumlarında erken uyarı sistemleridir. Bu kullanılan yöntemlerin etkinliği muhtemel tehlikeye neden olacak gazın davranışını bilmekten geçer. Yanlış alınan önlemler etkisiz kalacak olup sonuç vermeyip tehlikeli durum yaratabilir. Bundan dolayı risk yaratacak gazın nerde nasıl birikeceği nasıl davranacağı bilinmelidir. Bu davranış özellikleri yanı sıra gazın bulunduğu fiziksel ortamda önem arz etmektedir. Bu çalışmada patlayıcı gaz özelinde incelenmiştir. Patlayıcı gazlar, havadan ağır ve havadan hafif olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Bu nedenle gazın türüne ve yoğunluğuna göre kapalı bir mekandaki gazın dağılımı da farklılık göstermektedir. Gaz kaçaklarının tespitinde, gazın türüne göre çeşitli gaz dedektörleri kullanılır. Gaz tespitinde kullanılan sistemler için en önemli nokta gaz dedektörlerinin konumlarıdır. Doğru konumlandırılan dedektörler yardımı ile gaz kaçakları ölçülerek erken önlem alınılabilir. Gaz dedektörün konumu gazın türüne, yoğunluğuna ve mekânın fiziksel yapısına göre değişiklik gösterip algılanmak istenilen gazın türüne bağlıdır. Gaz kaçaklarının erken tespiti maddimanevi zararları en aza indirmekte ve ölümlü kaza risklerini azaltmaktadır. Bu çalışmada uçucu-yanıcı gazların birikme davranışı hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonu yöntemi kullanılarak Metan gazı örnek için izlenmiştir. Kapalı bir kabin içerisinde farklı yüksekliklerde tavana yakın 8 okuma noktası tanımlanıp bu okuma noktaları yaklaşık 10cm aralıklarla yerleştirilmiştir. Kapalı alan oda, okuma noktaları ise gaz dedektörleri olarak tanımlanmıştır. Odanın alt bölgesinden ortama Metan gazı verilerek modelleme yapılmıştır. Oluşturulan kabin ve gaz dedektörleri 3-boyutlu Solidworks programı kullanarak hazırlanmıştır. FDS yazılımı ile bilgisayar ortamında senaryo oluşturulmuş ve modelleme için PyroSim programı kullanılmıştır. Elde edilen veriler Smokeview programı ile çözümlenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen bulgular, tavana en yakın gaz dedektörünün metan gazinin en erken tespit ettiğini göstermiştir.