ارزیابی تاثیر آهنگ رهایش گرما بر تخمین سرعت بحرانی در حریق تونلهای منحنی

مساله سرعت بحرانی و تخمین صحیح آن از مسایل پیچیده در طراحی ایمنی تونل‌ها در شرایط اضطراری است. سرعت بحرانی باید به طور دقیق تعیین شود تا بر اساس سناریوی به وقوع پیوسته بتوان شرایط ایمن را در محیط بسته‌ای همچون تونل‌ها ایجاد کرد. کم یا زیاد بودن سرعت بحرانی سبب بروز مشکلاتی در رابطه با افراد حاضر در تونل خواهد شد. شبیه‌سازی کامپیوتری در تمامی مطالعات و آزمایش‌های مرتبط با حریق اهمیت ویژه‌ای دارد. از آنجا که مقدار hrr (آهنگ رهایش گرما) در تخمین سرعت بحرانی بسیار مهم است، هدف این مقاله ارزیابی میزان تاثیر آهنگ رهایش گرما بر مقدار سرعت بحرانی در تونل‌های منحنی است. به این منظور ابتدا یک تونل منحنی برای اعتبارسنجی نتایج عددی حاصل از نرم‌افزار fds در محیط آزمایشگاهی ساخته شد و سرعت بحرانی به دست آمده برای مدل فیزیکی 0.90 متر بر ثانیه و برای مدل عددی 0.92 متر بر ثانیه بود. پس از اعتبارسنجی داده‌ها، نتیجه‌گیری شد که افزایش hrr سبب افزایش سرعت بحرانی می‌شود، بنابراین بر اساس میزان تغییرات حاصل می‌توان دریافت که این پارامتر در تخمین سرعت بحرانی بسیار حایز اهمیت است، اما این روند تنها بر محدوده مشخصی حاکم است به طوری که تا رسیدن به حریق 15 کیلوواتی سبب افزایش 50 درصدی سرعت بحرانی خواهد شد و چنانکه از ارزیابی نتایج برمی‌آید، در خارج از این محدوده سرعت بحرانی مستقل از مقدار hrr است و افزایش آن تاثیر بالقوه‌ای در رشد یا کاهش سرعت بحرانی ندارد. از سوی دیگر روند افزایش سرعت بحرانی نسبت به آهنگ رهایش گرما در تونل منحنی نسبت به تونل مستقیم، با اختلاف حدودا 10 درصدی، در جایگاه بالاتری قرار می‌گیرد.

The Assessment of heat release rate in Estimation of Critical Velocity in Curved Tunnel fire

In terms of longitudinal ventilation design, critical velocity and its estimation are the two most important parameters in a tunnel fire. Critical velocity must be accurately selected to provide safe conditions in a closed environment such as tunnels. This study is focused on fires in curved tunnels using a smallscale model (in a 1/20 scale) experiments and Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations. Heat Release Rate (HRR) is considered as one of the key parameters in all numerical studies and physical experiments of the fire. In this study, a numerical study was carried out to evaluate the Heat Release Rate in pool fire Simulation in FDS software and small physical scale experiment. In the first step, grid sensitivity analysis and its impact on HRR estimation were investigated. The critical velocity of the physical model was equal to 0.90m/s and 0.92m/s in the numeric model. After data validation, it was concluded that increasing the HRR increases the critical velocity, so based on the results of the changes, it can be seen that this parameter is very important in estimating the critical velocity. But, this trend only dominates a certain range and the results show that outside of this range, the critical velocity is independent of the amount of HRR. On the other hand, the trend of increasing the critical velocity compared to the heat release rate for the curved tunnel, with a difference of about 10%, is in a higher position than the straight tunnel.