بررسی عددی آتش در ساختمان در شرایط بیشینه و کمینه تهویه طبیعی با استفاده از مدل احتراقی اف.جی.ام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 تربیت مدرس * مهندسی مکانیک

چکیده

زمانی که آتش درون اتاق به حالتی بحرانی می‌رسد، با خروج از اتاق می‌تواند برای طبقات بالاتر خطراتی ایجاد کند. در این مقاله حالت‏های آتش با تهویه‏ی بیشتر و کمتر از حالت بحرانی موردبحث قرار می‏گیرد و میدان دما، سرعت و گونه‏های مضر در این حالت‌ها بحث می‏شود. یک ساختمان دو طبقه با استفاده از روش شبیه‏سازی گردابه‏های بزرگ و الگوریتم پیمپل در نرم‏افزار اپن.فوم برای سه نرخ آزادسازی حرارت 500، 1000 و 5000 کیلووات شبیه‏سازی و نحوه‏ی انتشار آتش و دود به طبقه‏ی بالا بررسی می‏شود. به منظور تحلیل دقیق گونه‏های سمی، از مدل احتراقی اف.جی.ام در شبیه‏سازی استفاده می‏شود و نتایج این مدل احترافی با نتایج تجربی مقایسه می‏گردد، که نتایج این مدل احتراقی کمتر از ۱۵ درصد اختلاف با نتایج تجربی دارد. با افزایش آزادسازی حرارت درون اتاق آتش، طبقه‏ی بالا بیشتر در معرض خطرات آتش‏سوزی قرار می‏گیرد؛ به‌گونه‌ای که اگر میزان آزادسازی حرارت 5000 کیلووات باشد، دما در طبقه‏ی دوم به 390 کلوین و گونه‏ی سمی مونواکسید کربن به 25 پی.پی.ام می‏رسد. در حالتی که میزان دبی سوخت از 1000 کیلووات پایین‌تر باشد، طبقه‏ی بالا در معرض خطر خاصی قرار نمی‏گیرد. در حالت کلی میزان نفوذ منواکسید کربن به طبقه‏ی دوم کمتر از حد مجاز سمی بودن برای انسان (25-50 پی.پی.ام) است و طبقه‏ی دوم ازنظر گاز مونواکسید کربن در معرض خطر خاصی قرار نمی‏گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of Compartment Fire under Maximum and Minimum of Natural Ventilation using FGM Combustion Model

نویسندگان [English]

  • mohamad safarzadeh 1
  • Ghassem Heidarinejad 1
  • Hadi PasdarShahri 2
1 Tarbiat Modares University
2 Assistant Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

When the fire in the room reaches a critical state, the leaving hot gases can create hazards for the upper floors. In this paper, different fire cases with more and less natural ventilation than the critical state are discussed, and the temperature, velocity, and toxic species are discussed. A two-floor building is simulated using a large eddy simulation and PIMPLE algorithm at different fuel flow rates and how the fire spreads upstairs is examined. Fuel flow rates are considered at three heat release rates of 500, 1000 and 5000 kW. In order to accurately analyze toxic species, the FGM combustion model is used and the results are compared with the experimental results. The relative error are less than 15%. With increasing fuel heat release rates, the upper floor is more exposed to fire hazards such that if the heat release rates is 500 kW, the temperature in the second floor reaches 390 Kelvin and the carbon monoxide species reaches 25 ppm. But if the heat release rates is below 1000 kW, the upper floor will not be at particular risk. Generally, the level of diffusion of carbon monoxide into the second floor is lower than the toxicity level for humans (25-50 ppm) and the second floor is not particularly endangered for carbon monoxide gases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compartment fire
  • Large Eddy Simulation
  • Natural Ventilation
  • FGM combustion model