ドラム缶によるガソリン及び軽油の貯蔵、取扱いに係る可燃性蒸気の滞留範囲について明らかに するため、以下の2つの3次元流体シミュレーション実験を実施した。
1)ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション 実験
2)ドラム缶からのガソリン及び軽油流出に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション 実験
4.1 ドラム缶によるガソリン及び軽油貯蔵に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション 実験
本件ではガソリン及び軽油をポンプにより金属携行缶に移し替える状況を想定し、金属 携行缶の注入口から漏えいする可燃性蒸気の挙動についてシミュレーションを実施し、可 燃性範囲について検討・評価した。
注入口からの可燃性蒸気の漏えい量は、金属携行缶へのガソリン注入速度[m3/s]と同じ量 が注入口から流出する条件とした。表4.1、4.2には可燃性蒸気濃度100%LEL ,50%LEL 及
び25%LELの到達距離を、注入口から水平方向と鉛直方向についてまとめた。
全体的に風速の影響については大きくなる(1[m/s]→5[m/s])ほど希釈される傾向が見ら れた。これは風速が大きくなるとともに気流の乱れも強くなり、可燃性蒸気が拡散してい くためと考えられる。ただし、風速が無い場合(0[m/s])よりは風速1[m/s]の方が到達距離 が長く、微風の領域において風により遠くに運ばれる効果と乱れにより拡散する効果が逆 転するものと考えられる。
到達距離については水平方向について可燃性蒸気濃度25%LEL濃度で見ると、風速
1[m/s]で25%LEL濃度が0.9[m]まで到達するが、鉛直方向については無風(0[m/s])で
0.26[m]までしか到達しない。鉛直方向についてはガソリン蒸気の比重が約4であることか
らあまり広がらないが、水平方向については風速1[m/s]以下あたりでは1m以上になる可 能性も考えられる。
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表4.1 ガソリン蒸気濃度水平方向到達距離
ケース 風速[m/s] 気温[℃] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 0 32 0.18 0.18 0.21
case1-2 1 32 0.33 0.54 0.90
case1-3 3 32 0.05 0.18 0.41
case1-4 5 32 0.03 0.05 0.28
表4.2 ガソリン蒸気濃度鉛直方向到達距離
ケース 風速[m/s] 気温[℃] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 0 32 0.23 0.26 0.26
case1-2 1 32 0.05 0.08 0.08
case1-3 3 32 0.03 0.05 0.05
case1-4 5 32 0.03 0.03 0.05
4.2 ドラム缶からのガソリン及び軽油流出に係る可燃性蒸気滞留範囲のシミュレーション 実験
本件ではドラム缶からガソリン及び軽油が流出したことを想定し、地表面に円形(直径 5m)のオイルパンを設置した場合について可燃性蒸気の挙動をシミュレーションし、可燃 性範囲について検討・評価した。さらにオイルパンの下流側に窪地や壁がある場合につい ても検討をおこなった。
全体的な傾向としては、風速1[m/s]、3[m/s]、5[m/s]の中では風速1[m/s]が水平方向への 到達距離が最も長く、可燃性蒸気濃度100%LELは約2m、50%LEL は約10mまで到達す る結果となった。また、25%LELについては30m以上まで広がっている。鉛直方向につい ては風速が大きいほど到達距離は短くなり、100%LEL についてみると風速 0[m/s]では約 0.7mであるのに対し、風速1[m/s]では約0.1mとなった。ガソリン蒸気は比重が約4.0あ るが、無風もしくはそれに近い状態では拡散により可燃範囲は広がることがわかった。
気温32℃と20℃の違いについては、20℃の方が到達距離が若干短くなっているがあまり
大きな差はない。
窪地の影響については平地と比較して顕著な差が見られず、流動状況を見ても窪地に気 流の巻き込みによる影響が多少出ていたが、流れ込む効果は見られなかった。
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壁の影響については風が壁に当たった後に壁に沿った方向に流れるため、可燃性蒸気も 壁近傍で高濃度のものが滞留することはなく、濃度分布が風下側へ伸びる形となり、濃度 の到達距離も壁が無いケース(case1-1~case4-2)に比べて到達距離が短くなった。到達距 離が短くなったのは、気流が壁にぶつかり乱れが強くなったため拡散の効果が大きかった と考えられる。
表4.3 ガソリン蒸気濃度水平方向到達距離
ケース 気温[℃] 風速[m/s] 100%LEL[m] 50%LEL[m] 25%LEL[m]
case1-1 32 0 0.36 0.50 0.57
case1-2 32 1 1.93 10.79 30m以上
case1-3 32 3 1.50 10.07 30m以上
case1-4 32 5 1.21 9.07 30m以上
case2-1 20 1 1.86 9.29 30m以上
case3-1 32 1 2.19 11.22 30m以上
case3-2 32 1 1.92 10.47 30m以上
case3-3 32 1 1.92 10.61 30m以上
case4-1 32 1 1.79 10.76 30m以上
case4-2 32 1 1.81 9.60 30m以上
case5-1 32 1 1.57 9.90
case5-2 32 1 1.16 7.66
case5-3 32 1 0.45 5.06
case6-2 32 1 0.38 2.99
case6-3 32 1 0.27 2.77
case6-4 32 1 0.40 3.01
case7-1 32 0 0.29 0.48 0.75
case7-2 32 0.01 0.83 1.80 3.08