پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شمارهها | 435 |
| تعداد مقالات | 5,634 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,428,050 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,216,076 |
بررسی عددی آتش در ساختمان در شرایط بیشینه و کمینه تهویه طبیعی با استفاده از مدل احتراقی تولیدفلیملتمنیفولد | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 15، دوره 53، شماره 5 (Special Issue)، مرداد 1400، صفحه 3335-3350 اصل مقاله (7.64 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2020.18086.6729 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد صفرزاده؛ قاسم حیدری نژاد؛ هادی پاسدار شهری* | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| زمانی که آتش درون اتاق به حالتی بحرانی میرسد، میتواند برای طبقات بالاتر خطراتی ایجاد کند. در این مقاله حالت های آتش با تهویه ی بیشتر و کمتر از حالت بحرانی موردبحث قرار می گیرد و میدان دما، سرعت و گونه های مضر بررسی می شود. ساختمانی دو طبقه با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ و الگوریتم پیمپل در نرم افزار اپن.فوم برای سه نرخ آزادسازی حرارت 500، 1000 و 5000 کیلووات شبیه سازی و نحوه ی انتشار آتش و دود به طبقه ی بالا بررسی می شود. به منظور تحلیل گونه های سمی، از مدل احتراقی تولیدفلیملت منیفولد در شبیه سازی استفاده می شود و با نتایج تجربی مقایسه می گردد. نتایج این مدل احتراقی کمتر از ۱۵ درصد اختلاف با نتایج تجربی دارد. با افزایش آزادسازی حرارت، طبقه ی بالا بیشتر در معرض خطرات آتشسوزی قرار می گیرد؛ مثلاً، اگر میزان آزادسازی حرارت 5000 کیلووات باشد، دما در طبقه ی دوم به 390 کلوین و گونه ی سمی مونواکسید کربن به 25 پی.پی.ام می رسد. حالتی که میزان دبی سوخت از 1000 کیلووات پایینتر باشد، طبقهی بالا در معرض خطر خاصی قرار نمی گیرد. در حالت کلی میزان نفوذ دیاکسید کربن به طبقه ی دوم کمتر از حد مجاز سمیبودن برای انسان (25-50 پی.پی.ام) است و طبقه ی دوم ازنظر گاز دیاکسید کربن در معرض خطر خاصی قرار نمی گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آتش در ساختمان؛ شبیهسازی گردابههای بزرگ؛ تهویهی طبیعی؛ مدل احتراقی تولیدفلیملت منیفولد | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical investigation of compartment fire under maximum and minimum of natural ventilation using flamelet generated manifold combustion model | ||
| نویسندگان [English] | ||
| mohamad safarzadeh؛ Ghassem Heidarinejad؛ Hadi PasdarShahri | ||
| Tarbiat Modares University | ||
| چکیده [English] | ||
| When the fire in the room reaches a critical state, the fire 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 and how the fire spreads upstairs is examined. Fuel flow rates are considered at three heat release rates of 500, 1000 and 5000 kW. The flamelet-generated-manifold combustion model is used to analyze toxic species and the results are compared with the experimental results. The relative error is less than 15%. With increasing fuel heat release rates, the upper floor is more exposed to fire hazards such that if the heat release rate is 500 kW, the temperature in the second floor reaches 390 K and the CO species reaches 25 ppm. But if the heat release rate is below 1000 kW, the upper floor will not be at particular risk. Generally, the level of diffusion of CO2 into the second floor is lower than the toxicity level for humans (25-50 ppm) and the second floor is not endangered for CO2 gases. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Compartment fire, Large eddy simulation, Natural ventilation, Flamelet generated manifold combustion model | ||
| مراجع | ||
|
[1] L. Li, Z. Gao, J. Ji, J. Zhu, H. Wang, D. Zhou, Experimental study of fire growth and ejected plume in a cross-ventilation compartment under wind condition, Fire and Materials, 43 (2019) 344-357. [2] A. Byström, X. Cheng, U. Wickström, M. Veljkovic, Full-scale experimental and numerical studies on compartment fire under low ambient temperature, Building and Environment, 51 (2012) 255-262. [3] R.K. Janardhan, S. Hostikka, Experiments and Numerical Simulations of Pressure Effects in Apartment Fires, Fire Technology, 53 (2017) 1353-1377. [4] H. Prétrel, R. Sayada, K. Varrall, L. Audouin, O. Vauquelin, Experimental study based on large-scale smoke propagation fire tests through a horizontal opening connecting two mechanically ventilated compartments, Fire Safety Journal, 90 (2017) 28-43. [5] H. Wan, Z. Gao, J. Ji, L. Wang, Y. Zhang, Experimental study on merging behaviors of two identical buoyant diffusion flames under an unconfined ceiling with varying heights, Proceedings of the Combustion Institute, 37 (2019) 3899-3907. [6] L. Hu, X. Sun, X. Zhang, F. Ren, Facade flame height and horizontal extending distance from opening of compartment fire with external sideward wind, Proceedings of the Combustion Institute, 37 (2019) 3859-3867. [7] X. Sun, L. Hu, X. Zhang, F. Ren, Experimental study on evolution of compartment fire and facade flame through an opening with the fire source attached to a backwall at different elevations, Proceedings of the Combustion Institute, 37 (2019) 3919-3926. [8] F. Ren, X. Zhang, L. Hu, X. Sun, An experimental study on the effect of fire growth in a lower-floor compartment on fire evolution and facade flame ejection from an upper-floor compartment, Proceedings of the Combustion Institute, 37 (2019) 3909-3917. [9] F. Ren, L. Hu, X. Sun, K. Hu, An experimental study on vertical temperature profile of facade fire plume ejected from compartment with an opening subjected to external wind normal to facade, International Journal of Thermal Sciences, 130 (2018) 94-99. [10] F. Ren, L. Hu, X. Sun, K. Hu, Experimental study on flame radiation fraction of facade fire ejected from opening of a compartment, Applied Thermal Engineering, 129 (2018) 573-576. [11] Y. Tong, D. Huo, P. Zhu, X. Niu, Prediction of natural and hybrid ventilation performance used for fire-induced smoke control in a large single space, Fire Safety Journal, 100 (2018) 20-31. [12] D.J. Pesic, D.N. Zigar, I. Anghel, S.M. Glisovic, Large Eddy Simulation of wind flow impact on fire-induced indoor and outdoor air pollution in an idealized street canyon, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 155 (2016) 89-99. [13] A.C.Y. Yuen, G.H. Yeoh, V. Timchenko, T. Barber, LES and multi-step chemical reaction in compartment fires, Numerical Heat Transfer; Part A: Applications, 68 (2015) 711-736. [14] O. Tlili, H. Mhiri, P. Bournot, Empirical correlation derived by CFD simulation on heat source location and ventilation flow rate in a fire room, Energy and Buildings, 122 (2016) 80-88. [15] O. Tlili, H. Mhiri, P. Bournot, Airflow induced by a room fire: Effect of roof shape and source location, International Journal of Thermal Sciences, 90 (2015) 135-149. [16] O.M. Knio, H.N. Najm, P.S. Wyckoff, A semi-implicit numerical scheme for reacting flow: II. Stiff, operator-split formulation, Journal of Computational Physics, 154(2) (1999) 428-467. [17] A.C.Y. Yuen, G.H. Yeoh, V. Timchenko, S.C.P. Cheung, T.J. Barber, Importance of detailed chemical kinetics on combustion and soot modelling of ventilated and under-ventilated fires in compartment, International Journal of Heat and Mass Transfer, 96 (2016) 171-188. [18] H. Pasdarshahri, G. Heidarinejad, K. Mazaheri, Pool Fire Using One-Equation Sub-Grid Scale, Technology, (2011). [19] C. Han, H. Wang, A comparison of different approaches to integrate flamelet tables with presumed-shape PDF in flamelet models for turbulent flames, Combustion Theory and Modelling, 21 (2017) 603-629. [20] S.C.P. Cheung, G.H. Yeoh, A fully-coupled simulation of vortical structures in a large-scale buoyant pool fire, International Journal of Thermal Sciences, 48 (2009) 2187-2202. [21] K.D. Steckler, J.G. Quintiere, W.J. Rinkinen, Flow induced by fire in a compartment, in: Symposium (international) on combustion, Elsevier, 1982, pp. 913-920. [22] G. Heidarinejad, H. PasdarShahri, m. safarzadeh, The Importance of Using the Combustion and Sub-grid Model in Modelling of Large Pool Fire Flow Field, Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, (2019) .(in Persian) [23] G. Maragkos, T. Beji, B. Merci, Advances in modelling in CFD simulations of turbulent gaseous pool fires, Combustion and Flame, 181 (2017) 22-38. [24] J. White, S. Vilfayeau, A. Marshall, A. Trouve, R.J. McDermott, Modeling flame extinction and reignition in large eddy simulations with fast chemistry, Fire safety journal, 90 (2017) 72-85. [25] NJHealth, (january). Available: https://nj.gov/health/workplacehealthandsafety/right-to-know/. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 745 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 821 |
||