بررسی تأثیر نسبت ابعاد دریچه و شرایط منبع احتراق بر رفتار پدیده بازافروختگی به روش شبیه-سازی گردابههای بزرگ | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 11، شماره 3، مرداد 1400، صفحه 165-179 اصل مقاله (1.41 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2021.2212 | ||
| نویسندگان | ||
| سینا پارسا1؛ اسماعیل محمدیان2؛ حسین افشین* 3؛ بیژن فرهانیه4 | ||
| 1کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. | ||
| 2دانشجو دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. | ||
| 3دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. | ||
| 4استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. | ||
| چکیده | ||
| بازافروختگی یک پدیده خاص از آتش‌سوزی است که در محیطی بسته با تهویه محدود ایجاد می‌شود؛ و می‌تواند دما و فشار را افزایش داده و آتش را تقویت کند. در این مقاله، با روش شبیهسازی گردابههای بزرگ و استفاده از شبیه‌ساز دینامیک آتش، به بررسی رفتار پدیده بازافروختگی در یک محفظه بسته پرداخته شده است. تغییر نسبت ابعاد دریچه، تزریق سوخت از منبع احتراق و تغییر مکان منبع احتراق، سه پارامتر اساسی هستند که تاثیر آن بر رفتار دینامیکی و ترمودینامیکی پدیده بازافروختگی جهت اطفاء یا تعویق آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج دلالت بر این دارد که اگر سوخت با غلظت کمتری در واکنش شرکت کند، امکان وقوع بازافروختگی در فشارهای پایین فراهم می‌شود. با کاهش نسبت ابعاد دریچه، زمان وقوع پدیده بازافروختگی به تعویق افتاد و توانست بیشینه فشار دینامیکی حاصل از این پدیده را نزدیک به 4 پاسکال کاهش دهد؛ اگرچه به دلیل باقی ماندن مواد نیم‌سوز، امکان وقوع بازافروختگی دوم فراهم شد. همچنین با تغییر مکان منبع احتراق و نزدیک کردن آن به دریچه، مشاهده شد که پدیده بازافروختگی در مقیاسی کوچک‌تر رخ داده و امکان اطفاء کامل آن وجود دارد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پدیده بازافروختگی؛ شبیهسازی گردابههای بزرگ؛ شبیه‌ساز دینامیک آتش؛ آتش‌سوزی؛ فشار دینامیکی | ||
| مراجع | ||
|
[1] Fleischmann CM (1994) Backdraft phenomenon. National Institute of Standards and Technology, USA, NIST-GCR-94-646.
[2] Fleischmann CM, McGrattan KB (1999) Numerical and experimental gravity currents related to backdrafts. Fire Safety J 33: 21-34.
[3] Gojkovic D (2000) Initial backdraft experiments. Department of Fire Safety Engineering, Lund University, Sweden.
[4] Weng WG, Fan WC (2003a) Critical condition of backdraft in compartment fires: A reduced-scale experimental study. J Loss Prevent Proc 16(1): 19-26.
[5] Weng WG, Fan WC, Yang LZ, Song H, Deng ZH, Qin J, Liao GX (2003b) Experimental study of back-draft in a compartment with openings of different geometries. Combust Flame 132(4): 709-714.
[6] Wu J, Zhang Y, Gou X, Yan M, Wang E, Liu L (2011) Experimental research on gas fire backdraft phenomenon. Procedia Environ Sci 11: 1542-1549.
[7] Weng WG, Fan WC (2004) Nonlinear analysis of the backdraft phenomenon in room fires. Fire Safety J 39: 447-464.
[8] Yang R, Weng WG, Fan WC, Wang YS (2005) Subgrid scale laminar flamelet model for partially permixed combustion and its application to backdraft simulation. Fire Safety J 40(2): 81-98.
[9] Weng WG, Fan WC, Hasemi Y (2005) Prediction of the formation of backdraft in a compartment basedon large eddy simulation. Eng Computation 22(4): 376-392.
[10] Ferraris SA, Wen JX, Dembele S (2008) Large Eddy Simulation of the backdraft phenomenon. Fire Safety J 43(3): 206-225.
[11] Horvat A, Sinai Y (2007) Numerical simulation of backdraft phenomena. Fire Safety J 42(3): 200-209.
]12[ امیری پ، گنجی ر، افشین ح، فرهانیه ب (1392) بررسی عملکرد سناریوهای مختلف اطفاء حریق، برای یک محیط بسته با احتمال بروز پدیده بکدرفت. سومین همایش ملی تهویه و بهداشت صنعتی.
[13] Park JW, Oh CB, Choi BI, Han YS (2017) Computational study of backdraft dynamics and the effects of initial conditions in a compartment. J Mech Sci Technol 31(2): 985-993.
[14] Myilsamy D, Bo C, Choi BI (2019) Large eddy simulation of the backdraft dynamics in compartments with different opening geometries. J Mech Sci Technol 33(5): 1-13.
[15] Krol A, Krol M, Krawiec S (2020) A numerical study on fire development in a confined space leading to backdraft phenomenon. Energies 13(7): 1854.
[16] McGrattan K, McDermott R, Hostikka S, Floyd J, Weinschenk C, Overholt K (2015) Fire dynamics simulator (version 6.3.2) technical reference guide. NIST SP 1018-1.
[17] Forney GP (2015) User’s guide for smokeview version 6.3.2. A tool for visualizing fire dynamics simulation data. NIST Special Publication 1017-1.
[18] Turns SR (2000) An introduction to combustion: concepts and applications. McGrw-Hill.
]19[ جوشقانی م (1383) بررسی ساختارهای بزرگ حرکتی در پدیده جابجایی آزاد پلوم با استفاده از شبیهسازی گردابهای بزرگ. دانشگاه صنعتی شریف.
[20] حیدری‌نژاد ق، پاسدارشهری هـ ، صفرزاده م (1399) اهمیت استفاده از مدل احتراقی و زیرشبکه مناسب به‌منظور مدلسازی الگوی جریان در آتش استخری بزرگ‌مقیاس. نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2442-2425 :(9)52.
[21] خسروی‌الحسینی م، رحیم‌یار هریس د، درستی ق (1391) مقایسه روش‌های حل معادله انتقال تشعشع در مدلسازی مشعل متخلخل. مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس 41-30 :(6)12. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,415 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 872 |
||