Curentii tranzitorii in coridoare

CURENTII TRANZITORII IN CORIDOARE

Alta limitare importanta in modelarea zonala provine din prezumtia interfetei orizontale dintre straturile de gaz. Aceasta presupunere supra-estimeaza viteza de propagare a produsilor de ardere si a caldurii in configuratiile multicamere, in special daca una dintre camere are deimensiuni orizontale mari ( de exemplu coridoarele). Dezavantajul poate fi redus prin subdivizarea unor asemenea compartimente in camere mai mici legate prin guri de ventilare. Pentru a testa aceasta metoda pentru scheme complexe cu coridoare incluse a fost simult experimentul Cooper et al (1982).

Geometria, aratata in fig 5 este formata dintr-o camera de ardere si un lobby conectate printr-un coridor. Usa de la coridor catre lobby poate fi inchisa, si separatii suplimentare pt fi facute pe coridor in zonele cu linie punctata, ajungand astfel la un numar mai mare de configuratii. In plus latimea usii din camera de ardere catre coridor a fost modificata sistematic. Figura 6 arata rezultatele pentru un caz test cu zona completa (coridor, lobby si camera de ardere), cu latimea intreaga a usii camerei de ardere si o variatie liniara a eliberarii de caldura de la 0 la 300kW in 10 minute.

Liniile si cercurile reprezinta rezultatele calculelor si respectiv masuratorilor. Schita de varf arata decursul in timp a inaltimii interfetei in camera de ardere (linia continua si cercurile pline) si in lobby (linia punctata si cercurile goale). A doua schema arata cresterea temperaturii medie pe verticala (de la cea ambientala) in aceleas locatii. a treia si a patra schema arata diferenta de presiune la nivelul tavanului de-a lungul usii intre camera de ardere si coridor, respectiv pierderea medie totala de caldura carte pereti datorata conductibilitaii termice.

Diferenta mare intre calcule si masuratori in primele 60 de secunde pentru pierderea de caldura este datorata faptului ca estimarea pierderii de caldura in experiment nu au tinut cont de de continutul de caldura din flacara si tavan, care s-a acomodat cu o parte semnificativa din totalul caldurii eliberate la inceputul arderii. Drept urmare pierderea de caldura din masuratori as putea fi cel mai probabil supra-estimata. Corespondenta intre calcule si experiment pentru alte variabile pare satisfacatoare. Comparatia calculelor cu experimentul pentru toate teste poate fi gasita in Shigunov (2004b).

Fig 5

Fig 6

In adaptarea spatiilor navelor, cea mai relevanta problema in timpul unui incendiu este propagarea produsilor de ardere si a caldurii rpin multe coridoare si scari. Urmatorul caz ilustreaza cu asemenea cazuri pot fi demonstrate cu cazul prezentat. Geometria prezentata in figura 7 este compusa din 2 punti cu schema identica conectate printr-o scara. Coridoarele sunt modelate ca o serie de camere conectate.

Fig 7

Rezultatele calculelor sunt aratate in figurile 8 si 9. Cele 3 linii pe fiecare grafic corespund camerei originii focului localizada la primul nivel (linii continue), scara care conecteaza cele 2 nivele (linie intrerupta) si camera destinatie (linie punctata). Primele schite arata decursul inaltimii interfetei termica iar ultimele arata temperatura stratului superior de gaz.

In figura 8, schitele de pe stanga arata discretizarea usoara aratata in figura 7. In camera ci incendiul, interfata termica se stabilizeaza la 1.5m pentru 10 min. In acest timp produsii de ardere sunt impinsi catre coridor si catre scara. Interfata termica pe scara se formeaza dupa 5 min dupa inceperea arderii si coboara foarte repede, umpland scara in 3 minute. Dupa asta, interfata termica in camera cu incendiul incepe sa scada rapid si atinge podeaua dupa 10 minute dupa aprindere. In acelas timp gazul din stratul superior nu poate trece pe coridor catre al doilea nivel, astfel incat camera destinatie ramane necontaminata.

Fig 8

Pentru comparatie, schemele de pe partea dreapta in figura 8 arata rezultatele obtinute cu un model simplificat, unde fiecare coridor a fost simulat ca un compartiment. Rezultatele arata foarte asemanator pentru camera de origine a focului, si putin diferit la scara, in timp ce solutia pentru camera destinatie este diferita - modelul redus anticipeaza umplerea camereci cu fum, nu este aratat in solutie mai detaliata.

In cazul considerat focul s-a stins de la sine din cauza lipsei de aer proaspat. Pentru a studia dezvoltarea focului in conditii de buna ventilatie, au fost introduse ferestre in camera de origine si in cea destinatie. Rezultatele sunt aratate in tabelul 9. Ca si mai sus, schemele de pe stanga corespund cu o discretizare mai detaliata a coridoarelor , in timp ce schemele de pe dreapta au fost obtinute cu un model geometric dur reprezentand fiecare coridor ca un compartiment. O solutie in echilibru va fi obtinuta in acest caz- cu interfata termica stabilizata la 1.7 si 2.0 m inaltime fata de podeaua camerei de originesi respectiv celei de destinatie, cu scara plina cu fum.

Modelul redus arata rezultate similare cu acestea pentru ambele camere, in timp ce nu reuseste sa prevada umplerea scarii cu fum. Temperatura stratului superior de gaz este calculata cu modelul redus de asemenea bine pentru ambele camere. Se pare ca o sub-divizare precisa a coridorului in compartimente mai mici este esentiala pentro obtinerea de rezultate mai precise cu modelele zonale.

Fig 9