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FACOLTA DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale dei Progetti e delle Infrastrutture TESI DI LAUREA Comportamento di barriere porose soggette.

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1 FACOLTA DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale dei Progetti e delle Infrastrutture TESI DI LAUREA Comportamento di barriere porose soggette ad esplosione Relatore Ch.mo Prof. Ing. Andrea Prota Correlatore Ing. Domenico Asprone Candidato Raffaele Di Nardo Matr. 532/105 ANNO ACCADEMICO 2006/2007 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II

2 Caratteristiche e obiettivi del progetto SAS-2006 Esplosioni e loro effetti nellaria Prove sperimentali di esplosioni condotte in cava Analisi teorico-sperimentale INDICE

3 Progetto per la sicurezza aeroportuale gestito ed eseguito da 5 aziende di cui AMRA è la capofila Obiettivi: Strutture magneticamente trasparenti per la protezione di infrastrutture strategiche della comunicazione aerea IL PROGETTO SAS-2006

4 LA BARRIERA Elementi tubolari in GFRP Elementi prefabbricati in cls Assemblaggio dei moduli

5 ESPLOSIONE Deflagrazione ESPLOSIONI IN ARIA LIBERA Improvviso e violento rilascio di energia meccanica, con produzione di gas ad altissima temperatura e pressione Detonazione Velocità della fiamma lenta (<1000m/s) Effetto di sola spinta Velocità della fiamma alta (>1000m/s) Effetto distruttivo

6 ANDAMENTO TIPICO DELLONDA DI PRESSIONE NEL TEMPO ESPLOSIONI IN ARIA LIBERA Picco di pressione Tempo di arrivo Impulso positivo Durata della fase positiva PRESSIONE TEMPO FORMULE DI HENRYCH

7 PROVE SPRERIMENTALI CONFIGURAZIONE BASE 1,5m DBDB 3 m 4 m

8 PROVE SPRERIMENTALI Configurazione del primo scoppio: 1,95 m D S =4,00 m 2,00 m 0,20 m D B =5,00 m D TOT =9,00 m S1 S6

9 PROVE SPRERIMENTALI Configurazione del secondo scoppio: 1,95 m 4,00 m 2,00 m 0,20 m 5,00 m 9,00 m 3,00 m7,00 m Configurazione del primo scoppio:

10 PROVE SPRERIMENTALI 1,95 m 4,00 m 2,00 m 0,20 m 3,00 m 7,00 m Configurazione del terzo scoppio: 4,50 m 0,50 m 1,00 m Configurazione del secondo scoppio:

11 PROVE SPRERIMENTALI VIDEO:

12 PROVE SPRERIMENTALI VIDEO:

13 PROVE SPRERIMENTALI VIDEO:

14 PROVE SPRERIMENTALI Primo scoppio : 5 5 m Secondo scoppio : 5 3 m Terzo scoppio : 5 0,5 m NESSUN DANNO ROTTURA A TAGLIO

15 Primo scoppio : Sensore S Time (μs) Primo scoppio : Sensore S Time (μs) Pressione (Kpa) -12% PROVE SPRERIMENTALI S1 S6

16 -47% Secondo scoppio : Sensore S Time (μs) Secondo scoppio : Sensore S Time (μs) Pressione (Kpa) PROVE SPRERIMENTALI S1 S6

17 -36% Terzo scoppio : Sensore S Time (μs) Terzo scoppio : Sensore S Time (μs) Pressione (Kpa) PROVE SPRERIMENTALI S1 S6

18 ANALISI TEORICO-SPERIMENTALE DOCUMENTAZIONE DISPONIBILE IN LETTERATURA Barriera continua Modello di Zhou e Hao (A P ) Modello di Chapman et al. (F P,P F ) Barriera porosa Analisi di Britain et al. Analisi di Doyle et al. Analisi fluidodinamica delliterazione tra onda durto e barriera porosa Si sono generati due modelli specifici in funzione della porosità della barriera

19 ANALISI TEORICO-SPERIMENTALE 2° MODELLO P NB : Onda incidente tramite Henrych P NBB : Aliquota P NB di che incontra il palo P NBA : Aliquota P NB di che incontra linterpalo W A1 : Carica necessaria a generare P NBA W B1 : Carica necessaria a generare P NBB P NBA1 : Pressione in aria libera generata da W A1 P B1 : Pressione ridotta generata da W B1 P BP = P B1 + P NBA1

20 ANALISI TEORICO-SPERIMENTALE Confronto tra valori sperimentali e valori numerici 1° Modello P BP con A P [KPa] 32,838,641,5 P BP con F P [KPa] 16,322,941,9 2° Modello P BP con A P [KPa] 3331,256,6 P BP con F P [KPa] 19,127,963,9 Sensore S6 P NBS6 [KPa] 32,730,663 SCOPPI 5 m5 m5 m

21 ANALISI TEORICO-SPERIMENTALE Scelta del modello migliore *Ricavato numericamente tramite Henrych Previsioni numeriche 5 m5 m5 m Pressioni a valle della barriera [KPa] Pressioni in aria libera con Henrych [KPa] Fattori di riduzione 9%46%35% Valori sperimentali 5 m5 m5 m Pressioni registrate da S6 [KPa] 32,730,663,0 Pressioni registrate da S1 [KPa] 37,258,0*98,0 Fattori di riduzione 12%47%36%

22 CONCLUSIONI Analisi dei risultati sperimentali ricavati dalle prove di esplosione condotte in cava Analisi della riduzione del picco di pressione a valle della barriera Sviluppo di modelli numerici specifici Validazione di tali modelli tramite il confronto tra dati sperimentali e numerici

23 Grazie per lattenzione


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