An experimental and numerical study on the combustion characteristics of pool fires in tunnels
Tünellerde gerçekleşen havuz yangınlarının yanma karakteristikleri üzerine deneysel ve sayısal çalışma
- Tez No: 474907
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET YOZGATLIGİL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Bu çalışmada tünel yangınlarının dinamiği ve ilgili güvenlik önlemlerinin daha iyi incelenmesi amacıyla, çeşitli yangın senaryoları deneysel ve sayısal olarak analiz edilmiştir. Bu kapsamda, tünelin duvar kaplama malzemesinin, eğiminin, yangının akış yukarısındaki blokajın ve olası ikincil yangın kaynaklarının tünel yangınlarının karakteristikleri üzerinde etkisi dört ayrı bölümde irdelenmiştir. Deneysel çalışmalar Froude modelleme yöntemi ile inşa edilmiş 1/13 ölçekli tünel modeli üzerinde etanol havuz yangınları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yangın simülasyonu ise Fire Dynamics Simulator kodu ile modellenmiştir. Yangın güvenliği açısından oldukça önem taşıyan ısı salınım hızı (yangın yükü), yanma hızı ve sıcaklık dağılımı gibi kritik parametreler değişen havalandırma hızı, havuz boyutu ve derinliğinde incelenmiştir. Sonuçlar yangının yanma hızının farklı havalandırma hızlarında değişmesinin havalandırmanın soğutucu etkisini, yangının ısı salınım hızını ve yanma kütle transferi katsayısını etkileyen yarışan faktörlere bağlı olduğunu göstermektedir. Soğurucu tünel kaplama malzemesi uygulanarak, yangının akış yukarısındaki ışınımsal radyasyon yükü önemli biçimde düşürülmüştür. Bitişik yangının ana yangın ile etkileşiminden dolayı, yangının yanma hızı ve ısı salınım hızı yaklaşık % 125'e kadar artış göstererek, olası ikincil yangın etkisinin güvenlik sistemleri gereksinimlerinin tasarımında muhakkak hesaba katılması gerektiğini vurguladı. Tünel blokajı etkisini inceleyen deneyler ve sayısal modelleme sonuçları serbest yangın sonuçları ile karşılaştırılmış ve ısı salınım hızının 0.7 MW/m2'ye varan artışı gözlemlenmiştir. Ayrıca tünel eğiminin tüneldeki duman hareketi ve havalandırma gereksinimleri üzerinde önemli ölçüde etkili olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This work presents the results of experimental and numerical analysis on tunnel fires in an attempt to improve existing knowledge on the fire dynamics and related safety measures in various tunnel fire scenarios. Results are grouped into four parts in which the effects of tunnel wall coating, inclination, tunnel obstruction and existence of secondary fire source in close vicinity were investigated on tunnel fire characteristics. A 1/13 longitudinally ventilated scaled tunnel model constructed based on Froude modeling was used in the experiments with ethanol pools as the fire source. Numerical simulations were carried out using Fire Dynamics Simulator code. The focus was on critical factors in the safety research community including heat release rate (fire load), burning rate of fire and tunnel temperature distribution, which were measured across a wide range of ventilation conditions, pool size and depth. Results emphasized that the overall variations in the burning rates of fires at different ventilation conditions was a function of competing factors that affect the heat release rate, mass transfer coefficient and cooling effect of the airflow. The application of absorptive wall coating led to considerable reduction of radiative heat flux to upstream of fire. Burning rate and the heat release rate of fire showed an increase as high as 125 % under the effect of the secondary fire source, emphasizing the need to account for possible secondary fires in tunnel safety design. In case of blocked fire tests, the results from experiments as well as simulations indicated that due to changes in local ventilation velocity and flow pattern upstream of the fire, heat release rates tend to increase as high as 0.7 MW/m2 compared to un-blocked fire under certain test conditions. It was also shown that tunnel inclination is an influential parameter that affects the smoke movement and ventilation requirements of tunnel considerably.
Benzer Tezler
- Analysis of a pressurized oxy-fuel fluidized bed combustion system for domestic coal fuels
Basınçlı oksi-yanma akışkan yatak sisteminin yerli kömürler için analizi
BURCU AYŞE TANRIVERDİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
EnerjiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ YILMAZ
- Impact of hydrogen addition on combustion characteristics in a swirl-stabilized partially premixed combustor
Gırdaplayıcı içeren kısmi karışımlı yanma odasına hidrojen ilavesinin yanma karakteristiklerine etkisi
TUĞBA KARASU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Direkt püskürtmeli bir dizel motorunda hava ve damlacık hareketlerinin modellenmesi
Modelling of in-cylinder air and motions of droplets in a direct-injection diesel engine
HALUK ÇELİK
- An experimental and numerical investigation of spray atomization in liquid-propellant rocket engines
Sıvı yakıtlı roket motorlarında püskürtücü atomizasyonunun deneysel ve sayısal araştırması
SENEM GÜLMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HARİKA SENEM KAHVECİ
- Plato honlanmış silindirlerin tribolojik özelliklerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of plateau honed cylinder bore tribological characteristics
DORUKHAN GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGEN AKALIN