Ölçeklendirilmiş Bir Tünelde Eksenel Havalandırma Sisteminin CFD Simülasyonu

Abstract

Bu çalışmada at nalı kesitli, kısa bir tünel incelenmiştir. Yangın kaynağını simüle etmek için tünel zemininin merkezine dikdörtgenler prizması şeklinde bir yangın havuzu yerleştirilmiştir. Her biri üçer adet fan içeren, jet fan grupları tünelin farklı kesitlerine yerleştirilmiştir. Yangın kaynaklı duman, türlerin taşınımı (Species Transport) modeli kullanılarak simüle edilmiştir. Bu çalışmada, eksenel havalandırma sisteminin yangın kaynaklı duman hareketine ve sıcaklık dağılımına etkisi FLUENT yazılımı kullanılarak nümerik olarak incelenmiştir. Çalışmada, yangın kaynaklı dumanın tünelin büyük bir bölümünü kaplaması beklenmiş, tahliye için kullanılacak olan optimum havalandırma yaklaşımının elde edilmesi için fan grupları farklı sıra ve itiş güçleri için değerlendirilmiştir. Simülasyon sonunda, duman yayılımının literatürde yer alan uzun tünellere oranla daha hızlı olduğu görülmüştür. Ayrıca tünel girişine yaklaştıkça, tavan bölgesinde meydana gelen geriye akış hızının arttığı hesaplanmıştır. Bu kontrolsüz duman yayılımının önlenmesi için en iyi havalandırma hızı ve jet fan operasyon sırası nümerik olarak belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışmanın sonunda fan grupların çalışma sırası, itiş güçleri ve havalandırmaya başlama zamanlarının bu tip yangınlar üzerinde önemli bir parametre olduğu kanaatine varılmıştır

Keywords

• Tünel yangınları, Eksenel havalandırma, CFD, Duman tahliyesi

CFD SIMULATION OF LONGITUDINAL VENTILATION SYSTEMS IN A SCALED SHORT TUNNEL

Abstract

In this study, a horseshoe cross-sectioned, short tunnel was considered. To simulate fire scenarios, a rectangular fire pool was placed in centreline of the tunnel floor. At different cross-sections of the tunnel, jet fan groups were installed and each fan group includes three jet fans. In order to simulate the fire induced smoke, the species transport model was used. Fires with 10 and 50 MW were considered for the simulations. The effects of LVS (Longitudinal Ventilation System) on the smoke movement and temperature distribution were numerically investigated by using the commercial CFD code FLUENT. Especially, simulations were conducted for the worst scenarios. After the fire induced smoke filled a big part of the tunnel, in order to determine the optimal ventilation approaches, combination of different fan groups were operated with various pressure jumps. From the simulations, it was observed that the smoke propagation was faster than the long tunnel studies found in the literature. It was also observed that the smoke velocity increases toward the tunnel entrance in the backlayer. In order to prevent this uncontrolled smoke movement, the best charge velocities and operation order of jet fan groups were determined numerically. It was observed that the operation order of fan groups, pressure jump values of fans and start time of the fans are important parameters to extinguish

Keywords

• Tunnel fires, Longitudinal ventilation, CFD, Smoke extraction