تحلیل توسعه آتش در واگن مسافری با بکار گیری عایق‌های مختلف در بدنه

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق با هدف تحلیل احتراق و توسعه آتش در واگن مسافری با نرم‌افزار پایروسیم مطالعه‌ای در بهینه‌سازی ساختار مواد عایق مورد استفاده در واگن مسافری در برابر توسعه آتش صورت گرفت با این هدف که در صورت رخداد سانحه از میزان تلفات بکاهد. یک مدل مرجع که در مقیاس واقعی مورد تست حریق قرار گرفته است در نرم‌افزار پایروسیم مدل شد. پس از صحت‌سنجی مدل موجود و دریافت نتایج مناسب، در ادامه با تغییر مواد عایق بکاررفته در جنس بدنه واگن و صندلی‌ها، از عایق‌های جدید پلی‌استایرن فشرده، پلی‌استایرن انبساطی، فوم فنولیک، پشم سنگ و پشم شیشه استفاده شد. نوآوری این تحقیق در مدلسازی و صحت سنجی نمونه توسعه آتش در یک واگن مسافری موجود با نرم افزار پایروسیم و مطالعه عملکرد هر یک از عایق های مختلف می باشد. نتایج نشان داد که مدل واگن با عایق پشم شیشه و پشم سنگ عملکرد خوبی در کاهش نرخ توسعه آتش داشته و مقدار حداکثر انتشار حرارت را 11درصد و مجموع حرارت آزاد شده را به میزان 15درصد در مقایسه با مدل تجربی کاهش دادند و نرخ افزایش دمای داخلی واگن و میزان تولید دوده را نیز کاهش دادند. فوم‌ها عملکرد ضعیفی در برابر آتش نشان دادند و علاوه بر افزایش نرخ انتشار حرارت و دمای شعله، میزان تولید دود و محصولات احتراقی بیشتری داشتند. از نتایج این تحلیل، توصیه می‌شود که برای کنترل بهینه توسعه آتش، بهتر است در واگن از عایق‌های الیافی استفاده شود و در طراحی داخلی صندلی برای راحتی سرنشین، عایق فوم فنولیک بکار رود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] بلبل امیری، نجمه و نصیرزاده، فرناد، 1388، کاربرد رویکرد FMEA  فازی برای ارزیابی ریسک خرابی‌های مربوط به سیستم سیگنالینگ، علائم، کنترل و مخابرات مترو، دومین کنفرانس بین‌المللی پیشرفت­های اخیر در مهندسی راه­آهن
[2] فکور، ارغوان، 1395، آنالیز ریسک حریق ناشی از     سوخت‌گیری قطار مسافری حین جابجایی مسافر مطالعه موردی: ایستگاه راه­آهن سیرجان، کنفرانس ملی محافظت ساختمان­ها و سیستم­های حمل و نقل در برابر آتش، تهران
[3] اقتصاد آنلاین (1395). حادثه قطار هفت‌خوان. https://www.eghtesadonline.com
[4] Peacock, R. D., & Braun, E. (1984). Fire tests of Amtrak passenger rail vehicle interiors (No. NBS/TN-1193).
[5] White, N., V. Dowling, and J. Barnett, (2005) Full-scale fire experiment on a typical passenger train. Fire Safety Sci.
[6] Ingason, H., Kumm, M., Nilsson, D., Lönnermark, A., Claesson, A., Li, Y. Z., ... & Palm, A. (2012). The METRO project (Vol. 2012, No. 8). Mälardalen University Press
[7] Lee,D.H.,Park,W.H.,Hwang,J.,& Hadjisophocleous, G. (2016). Full-scale fire test of an intercity train car. Fire tech., 52(5), 1559-1574.
[8] Lönnermark, A., et al.( 2017), Fire development in a 1/3 train carriage mock-up. Fire Safety J,. 91: p. 432-440.
[9] Shi, C., Zhong, M., Chen, C., Jiao, W., Li, J., Zhang, Y., ... & He, L. (2020). Metro train carriage combustion behaviors–Full-scale experiment study. Tunnelling and Underground Space Tech., 104, 103544.
[10]  Dowling, V. P., White, N., Webb, A. K., & Barnett, J. R. (2007). When a passenger train burns, how big is the fire. Fire Sci. & Tech. Lab., 17-26.
[11] Dowling, V. P., & White, N. (2004, March). Fire sizes in railway passenger saloons. In 6th Asia-Oceania Symposium on Fire Science & Technology, Daegu, Korea (pp. 602-611).
[12] Lee, D., et al.,( 2013) Estimations of heat release rate curve of railcar fire. J. Mech. Sci & Tech, 27(6): p. 1665-1670.
[13] Chen, J. M., Yao, X. L., Yan, G., & Guo, X. H. (2014). Comparative study on heat release rate of high-speed passenger train compartments. Procedia eng, 71, 107-113.
[14] MO, S. J., Li, Z. R., Liang, D., Li, J. X., & Zhou, N. J. (2013). Analysis of smoke hazard in train compartment fire accidents base on FDS. Procedia Eng., 52, 284-289.
[15] Chow, W. K., Lam, K. C., Fong, N. K., Li, S. S., & Gao, Y. (2011). Numerical simulations for a typical train fire in china. Mod. & Sim. in Eng.
[16] Bi, H., Zhou, Y., Wang, H., Gou, Q., & Liu, X. (2020). Characteristics of fire in high-speed train carriages. J. fire sci., 38(1), 75-95.
[17] عصاری, محمدرضا, زاده مبارک، گلشن، پرور، محسن. (1400). تحلیل آتش سوزی قطار با روش شبیه سازی دینامیکی آتش. مهندسی مکانیک30(4), 15-24
[18] Peacock, R. D., & Braun, E. (1999). Fire safety of passenger trains: phase I: material evaluation (cone calorimeter) (No. DOT-VNTSC-FRA-98-26). United States. Federal Railroad Administration.
 [19] شمسی زاده، فریبا و ابوعلی، امید، 1386، مدل‌سازی آتش‌سوزی در تونل‌ها، دومین کنفرانس احتراق ایران، مشهد
[20] Chiam, B. H. (2005). Numerical simulation of a metro train fire.
[21] Jannot, Y., Felix, V., & Degiovanni, A. (2010). A centered hot plate method for measurement of thermal properties of thin insulating materials. Measurement Sci. & tech., 21(3), 035106.
[22] Doley, P. M., Yuen, A. C. Y., Kabir, I., Liu, L., Wang, C., Chen, T. B. Y., & Yeoh, G. H. (2022). Thermal Hazard and Smoke Toxicity Assessment of Building Polymers Incorporating TGA and FTIR—Integrated Cone Calorimeter Arrangement. Fire, 5(5), 139.
[23] Lee, D. H., Park, W. H., Jung, W. S., & Hwang, J. H. (2010). Fire test of old type interiors of subway vehicle in ISO 9705 room. J of the Korean Soc. for Railway, 13(5), 481-487.
[24] McGrattan, K., Hostikka, S., McDermott, R., Floyd, J., Weinschenk, C., & Overholt, K. (2013). Fire dynamics simulator technical reference guide volume 1: mathematical model. NIST special publication, 1018(1), 175.
[25] An, W., Jiang, L., Sun, J., & Liew, K. M. (2015). Correlation analysis of sample thickness, heat flux, and cone calorimetry test data of polystyrene foam. J Thermal Analysis and Calorimetry, 119(1), 229-238.
[26] Cernosa, T. (2020). INTERMEDIATE-SCALE TESTS AND CONE CALORIMETER TESTS-FIRE BEHAVIOUR OF SELECTED FACADE MATERIALS. LUTVDG/TVBB
 
[27] McKenna, S. T., Jones, N., Peck, G., Dickens, K., Pawelec, W., Oradei, S., ... & Hull, T. R. (2019). Fire behaviour of modern façade materials–Understanding the Grenfell Tower fire. J. hazardous materials, 368, 115-123.