مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه عددی پدیده گسترش آتش‌سوزی از یک منبع آتش به جسم مجاور در تونل

نویسندگان
1 دانشجوی فارغ التحصیل/دانشگاه صنعتی شریف
2 دانشجوی دکترا/دانشگاه صنعتی شریف
3 عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک/دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
در مطالعه حاضر، انتقال آتش از یک جسم به جسم دیگر در یک تونل و پدیده‌های فیزیکی حاکم بر آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. روش تحقیق به صورت عددی است و از نرم‌افزار متن‌باز شبیه‌ساز دینامیک آتش استفاده می‌شود. دو جسم از جنس چوب با ابعادی نزدیک به ابعاد یک خودرو در تونلی به طول 40 متر با تهویه اجباری به صورت طولی قرار داده می‌شوند و انتقال آتش از جسم اول به جسم دوم بررسی می‌گردد. جهت انتقال آتش به جسم هدف، معیار دمای اشتعال مورد استفاده قرار خواهد گرفت، به گونه‌ای که شروع اشتعال مشروط به رسیدن دمای سطح جسم به مقدار خاصی است که از داده‌های آزمایشگاهی استخراج می‌گردد. با اندازه‌گیری زمان شروع اشتعال جسم دوم، چگونگی تأثیر هر پارامتر آشکار می‌گردد. همچنین با ارائه کانتورها و نمودارهای مختلف، پدیده‌های دخیل در انتقال آتش به‌صورت کمی و کیفی مورد تحلیل قرار می‌گیرند. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش سرعت تهویه، زمان انتقال آتش ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد که این پدیده به دلیل کارکرد همزمان اثرات خنک‌کنندگی و انحراف پلوم دود می‌باشد. همچنین در نرخ‌های رهایش گرمای کمتر، با افزایش فاصله، زمان اشتعال با نرخ سریع‌تری افزایش می‌یابد. نتایج نشان می‌دهد که اثر کاهش ارتفاع بر کاهش زمان اشتعال در نرخ‌های رهایش کمتر به مراتب شدیدتر است. همچنین، اثر تغییر شیب تونل در سرعت‌ تهویه بالا به دلیل غالب شدن سرعت تهویه اجباری و افزایش عدد فرود، چندان محسوس نیست. برای تأیید کارایی مدل عددی به کار گرفته شده، اعتبارسنجی با کارهای تجربی نیز ارائه می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Investigation of Fire Spread from a Fire Source to a Near Body in a Tunnel

نویسندگان English

Hamidreza Bozorgasareh 1
Ali Kazemipour 2
Hossein Afshin 3
Bijan Farhanieh 3
چکیده English

Fire spread from one body to another in a road tunnel is investigated in this study, with respect to the phenomena and the physical concept. Fire Dynamics Simulator will be used as a CFD tool. Two wood boxes representing cars are modeled in a 40m long tunnel with longitudinal ventilation and fire transmission from one to another is considered. Ignition temperature is assigned to the second box surface as the ignition start condition. Indeed, ignition start of the second box depends on its temperature rise to a certain value that is extracted from experimental data. At each case, ignition time of the second box is captured. Furthermore, fire spread phenomena is considered quantitatively and qualitatively. The results show that increase of ventilation velocity causes a first increment and then decrease in ignition time, due to both cooling and smoke plume inclination effects. Also with increasing the distance, ignition time increment rate is faster at low HRRs. In addition, the results show that the tunnel height reduction has stronger effect on ignition time for lower HRRs. Finally, because of forced ventilation dominance in high ventilation velocities, no noticeable influence on ignition time is observed by changing the tunnel slope. To confirm accuracy of the numerical model, a validation with experiments will be presented too.

کلیدواژه‌ها English

Fire in tunnel
CFD
FDS
Fire spread