بررسی تأثیر تهویه طولی روی آتش سوزی های بزرگ در تونل های بین شهری

در چند سال اخیر موضوع آتش سوزی در تونل های حمل و نقل به یک نگرانی مهم تبدیل شده است. ایمنی در برابر آتش سوزی در حال حاضر به عنوان یکی از عناصر کلیدی در طراحی تونل ها است. به همین علت بسیاری از تونل ها به سیستم های تهویه طولی برای کنترل دود در صورت آتش سوزی مجهز هستند. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار منبع باز fds آتش سوزی در تونل شبیه سازی شده و سرعت بحرانی برای شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفت. موارد بررسی شده در پژوهش حاضر، پارامترهای آشفتگی، احتراقی و هندسی هستند. برای بررسی تأثیر پارامترهای آشفتگی روی آتش سوزی در تونل، تغییرات ثابت مدل اسماگورینسکی مطالعه گردید. بررسی تغییرات ثابت مدل اسماگورینسکی نشان داد که کاهش این پارامتر موجب کاهش دما در محل آتش سوزی می گردد. از جمله پارامترهای احتراقی حائز اهمیت، آلاینده منوکسیدکربن است. به همین منظور برای نرخ گرمای آزاد شده 9/12 کیلووات مدل احتراقی یک و دو مرحله ای بکار گرفته شد. در این بررسی چگونگی توزیع کسر مولی منوکسیدکربن در تونل بدست آمد. حدس زده می شود که واکنش دو مرحله ای توانایی بهتری در پیش بینی چگونگی توزیع منوکسیدکربن در تونل را دارا می باشد. نکته مهم دیگر در آتش سوزی، نرخ گرمای آزاد شده از سطح سوخت در تونل است. به همین علت در ادامه ی بررسی پارامترهای احتراقی، تأثیر نرخ گرمای آزاد شده روی دما در تونل و سرعت بحرانی مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که در نرخ های پایین گرمای آزاد شده سرعت بحرانی با افزایش نرخ گرمای آزاد شده افزایش می یابد. ولی برای نرخ بالاتر گرمای آزاد شده سرعت بحرانی مستقل از نرخ گرمای آزاد شده است. در انتهای این بخش برای آتش سوزی بزرگ، تأثیر گرمای احتراق روی دما در طول تونل و سرعت بحرانی بررسی شده است. نتایج این قسمت نشان می دهد که با افزایش گرمای احتراق برای یک نرخ گرمای آزاد شده از سطح سوخت، دما کاهش می یابد ولی از یک جایی به بعد تغییر چندانی در دما مشاهده نمی شود. برای بررسی تأثیر پارامترهای هندسی، تأثیر شیب تونل و انسداد تونل مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش شیب تونل از شیب های منفی به مثبت، سرعت بحرانی به صورت خطی کاهش می یابد. بررسی انسداد توسط وسیله نقلیه نشان داد که با افزایش درصد انسداد، سرعت بحرانی کاهش می یابد.