METRO İSTASYONUNDA FARKLI YANMA MODELLERİ KULLANARAK YANGIN SİMÜLASYONU

Öz

Bu çalışmada, gerçek boyutlarda bir yeraltı raylı taşıma sistemi istasyon modeli oluşturulmuştur. Fluentprogramında yanma simülasyonu ve türbülanslı akış çözümleri için farklı modeller incelenmiş, bu modellerinhangi durumlarda gerçeği daha iyi temsil ettiği araştırılmıştır. Yapılan değerlendirmenin sonunda ölçeklimodeldeki akışı en iyi temsil eden sonuçların SST k-ω türbülans modelinde vermiş olması nedeniyle, gerçekboyutlardaki istasyon geometrisindeki simülasyonlarda da SST k-ω türbülans modeli kullanılmıştır. Bu modelüzerindeki akış simülasyonları, tünel giriş hızları 1, 3, 5 ve 7 m/s olmak üzere SST k-ω modeli kullanılarakyapılmıştır. Yanma simülasyonları için ise; ‘non-premixed combustion model’, ‘eddy dissipation’ ve ‘speciestransport’ modelleri uygulanmıştır. Sonuçlar literatürdeki deneysel ve sayısal verilerle karşılaştırıldığında yangınsimülasyonları için en uygun modelin Species transport modeli olduğu belirlenmiştir. 10 MW ve 50 MW ısıyayılım oranına sahip yakıt havuzunun istasyon merkezinde konumlandırıldığı yangın senaryoları içinsimülasyon sonuçlarından elde edilen sıcaklık, kritik hız ve yangın kaynaklı duman hareketinin, literatürdekibenzer çalışmaların sonuçları ile uyumlu olduğu görülmüştür. Kritik hız değerinin altındaki havalandırmahızlarında istasyon tavanında geriye akış olduğu tespit edilmiştir. Species transport model dışındaki modellerdeyangın kaynaklı sıcaklık dağılımının çok yüksek olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Tünel Yangını, HAD simülasyonu, piston etkisi.

Kaynakça

1. Hu, L.H., Huo, R., Peng, W., Chow, W.K. ve
2. Yang, R.X., “On the Maximum Smoke
3. Temperature Under The Ceiling in Tunnel Fires”,
4. Tunnelling and Underground Space
5. Technology, Cilt 21, 650-655, 2006.
6. Hu, L.H., Huo, R., Wang, H.B., Li, Y.z. ve Yang
7. R.X., “Experimental Studies on Fire-Induced
8. Buoyant Smoke Temperature Distribution Along

9. Tunnel Ceiling”, Building and Environment,
10. Cilt 42, No 11, 3905-3915, 2006.
11. Roh, J.S., Yang, S.S., Ryou, H.S., Yoon M.O. ve
12. Jeong Y.T., “An Experimental Study on the Effect
13. of Ventilation Velocity on Burning Rate in Tunnel
14. Fires-Heptane Pool Fire Case”, Building and
15. Environment, Cilt 43, No 7, 1225-1231, 2007.
16. Chow, W.K., “Simulation of Tunnel Fires Using a
17. Zone Model”, Tunneling and Underground
18. Space Technology, Cilt 11, 221-236, 1996a.
19. Chow, W.K., “Application of Computational Fluid
20. Dynamics in Building Services Engineering”,
21. Building and Environment, Cilt 31, Sayı 5, 425-
22. , 1996b.
23. Xue H., Ho J.C. ve Cheng Y.M., “Comparison of
24. Different Combustion Models in Enclosure Fire
25. Simulation”, Fire Safety Journal, Cilt 36, 37-54,
26. -
27. Vega, M. G., Diaz, K. M. A., Oro, J. M. F.,
28. Tajadura, R. B. ve Morros, C. S., “Numerical 3D
29. Simulation of a Longitudinal Ventilation System:
30. Memorial Tunnel Case”, Tunnelling and
31. Underground Space Technology, Cilt 23, 539-
32. , 2008.
33. Olivier, V., “Experimental Simulation Of Fire-
34. Induced Smoke Control in Tunnels Using An
35. ‘Air-Helium Reduced Scale Model’: Principle,
36. Limitations, Results and Future”, Tunnelling and
37. Underground Space Technology, Cilt 23 No 2,
38. -178, 2008.
39. Seong Roh J., Shin Yang S., Sun Ryou H., O
40. Yoon M. ve Tae Jeong Y., “An Experimental
41. Study On The Effect Of Ventilation Velocity On
42. Burning Rate In Tunnel Fires- Heptane Pool Fire
43. Case”, Building and Environment, Cilt 43 Sayı
44. , 1225-1231, 2008.
45. Wu Y. ve Bakar, M. Z. A., “Control of Smoke
46. Flow in Tunnel Fires Using Longitudinal
47. Ventilation Systems – A Study of Critical
48. Velocity,” Fire Safety Journal, Cilt 35, 363-390,
49. -
50. Thomas, P. H., “The movement of smoke in
51. horizontal passages against an air flow,” Fire
52. Research Station Note No.723, Fire Research
53. Station UK, September, 1968.
54. Li J.S.M. ve Chow W.K., “Numerical Studies on
55. Performance Evaluation of Tunnel Ventilation
56. Safety Systems”, Tunnelling and Underground
57. Space Technology, Cilt 18, 435-452, 2003.
58. Fluent® User Guide and Fluent Documentation,
59. -
60. ASHRAE Applications, Enclosed Vehicular
61. Facilities, Chapter 12, 1791 Tullie Circle, GA
62. N.E., Atlanta, USA, 1999.
63. Karaaslan S., Dinler N., Berberoğlu İ. ve Yücel
64. N., “Yeraltı Raylı Taşıma Sistemi İstasyonu
65. İçin Yangın Modellenmesi ve Simülasyonu”
66. M370 kodlu Tübitak 1001 Araştırma Projesi
67. Kesin Raporu, 2009.
68. Colella, F., “Multiscale Modelling of Tunnel
69. Ventilation Flows and Fires” PhD. Thesis,
70. Politecnico di Torino, Dipartimento di Energetica.
71. May 2010.
72. Cox, G. ve Kumar, S., Modelling enclosure fires
73. using CFD. In: The SFPE Handbook For Fire
74. Safety Engineering, 3rd edn. NFPA,
75. Massachusetts International, Quincy 2002.