مطالعه مقایسه ای پروفیل های عمودی مونوکسیدکربن و دما در یک تونل در حال آتش سوزی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

2 استادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

3 استاد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

آتش‌سوزی در تونل‌های جاده‌ای در سال‌های اخیر باعث وقوع تلفات جانی و مالی بسیاری در دنیا گردیده است که موجب گسترش توجه محققان به موضوع تهویه اضطراری شده است. بررسی روش‌های مختلف جهت بیرون راندن دوده یا کم نمودن غلظت گازهای سمی و نیز کم کردن دمای حاصل شده از آتش، از مهم‌ترین اهداف پژوهشگران می‌باشد. در این مطالعه، ابتدا یک تونل با مقطع مستطیلی همراه با آتش استخری در مرکز تونل توسط کد شبیه‌ساز دینامیکی آتش مدل گردیده و نتایج آن با نتایج پیشین مقایسه شده‌است. سپس نتایج مربوط به توزیع مونوکسیدکربن و دما بصورت پروفیل های عمودی در مکان‌های مختلف ارائه شده‌است. این پروفیل‌ها که برای نرخ‌ رهایش‌های متفاوت آتش و نیز تونل با نسبت ظرافت‌ها‌ و شیب‌های گوناگون مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند، بر اساس مقدار بیشینه مکان خود در نزدیکی سقف بی‌بعد شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد، غلظت مونوکسیدکربن در تمامی مکان‌ها، سریع‌تر از دما کاهش پیدا می‌کند. همچنین به کمک پروفیل‌های عمودی می‌توان به ضخامت دوده نیز پی برده و نشان داد که با افزایش نسبت ظرافت تونل، ضخامت دوده کمتر می‌گردد. بررسی پارامترهای مذکور برای شیب‌های گوناگون تونل نیز مورد ارزیابی قرار گرفته‌است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Technical Report – Part 1 (2001) Design fire scenarios, rapporteur alfred haack STUVA. Thematic Network FIT ‘Fire in Tunnels.

[2] Vuilleumier F, Weatherill A, Crausaz B (2002) Safety aspects of railway and road tunnel: example of the Lötschberg railway tunnel and Mont-Blanc road tunnel. Tunnelling Underground Space Technol 17(2): 153-158.

[3] Hu L. H, Yang D, Jiang Y. Q, Huo R, Liu S (2006) A Comparative study on vertical profiles of smoke temperature and carbon monoxide concentration in a tunnel fire. Journal of Applied Fire Science 16(4): 329-344.

[4] Hu L. H, Tang F, Yang D, Liu S, Huo R (2010) Longitudinal distributions of CO concentration and difference with temperature field in a tunnel fire smoke flow. Int J Heat Mass Tran 53(13): 2844-2855.

[5] Yang D, Huo R, Zhang Xl, Zhu S, Zhao XY (2012) Comparative study on carbon monoxide stratification and thermal stratification in a horizontal channel fire. Build Environ 49: 1-8.

[6] Yang D, Huo R, Zhang XL, Zhao XY (2011) Comparison of the distribution of carbon monoxide concentration and temperature rise in channel fires: reduced-scale experiments. Appl Therm Eng 31.4: 528-36

[7] Atta S, Afshin H, Farhanieh B (2014) An analysis of carbone monoxide distribution in large tunnel fires. J Mech Sci Technol 28.5: 1917-1925.

[8] Atta S, Afshin H, Farhanieh B (2013) Numerical evaluation of stationary vehicular blockage ratio on carbon monoxide stratification in large tunnel fires. Journal of Applied Fire Science 23.4: 435-452.

[9] رئوفی. معصومه، مظاهری. کیومرث،" بررسی تأثیر شیب و انسداد تونل روی سرعت بحرانی در آتشسوزی بزرگ در تونل بین شهری"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، بهمن ،1393دوره ،14 شماره ،11صص 4.

[10] پورکاظمی. علی، پورقاسمی. مهیار، افشین. حسین، فرهانیه. بیژن، " مطالعه پارامتریک بر روی سرعت بحرانی در زمان آتشسوزی درون تونلهای دارای سیستم تهویه طولی"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، مرداد ،1393 دوره ، 14شماره ،5 صص 10.

[11] McGrattan K, Hostikka S, McDermott R, Floyd J, Weinschenk C (2013) Fire dynamics simulator, technical reference guide, volume 1: mathematical model. NIST Special Publication 1018.

[12] Kevin, M , Bryan, K, Simo H (2007) Fire dynamics simulator (version 5) user's guide. National Institute of Standards and Technology Special Publication.

[13] Friday PA, Mowrer FW (2001) Comparison of FDS model predictions with FM/SNL fire test data. NISTGCR01-810, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD,.

[14] McGrattan KB, Hamins A (2002) Numerical simulation of the howard street tunnel fire. Baltimore, Maryland, National Institute of Standards and Technology.

[15] Peters AAF, Weber R (1995) Mathematical modelling of a 2.25MW swirling natural gas flame. part 1: eddy break-up concept for turbulent combustion; probability density function approach for nitric oxide formation. Combust Sci Tech 110–111: 67–101.