Numerical analysis of influence of exogenous fire in dog heading on parameters of the air stream flowing through this heading

• Autorzy: Tutak M.

Identyfikatory

DOI

10.12914/MSPE‐05‐02‐2014

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna pożaru egzogenicznego w wyrobisku korytarzowym na parametry strumienia przepływającego przez to wyrobisko

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Flow of ventilation air stream through the dog heading with a fire centre is the flow with complex character, during which as a result of emission of fire gases into the mining atmosphere, there occur to disturbances of its flow. In the paper there is presented a numerical analysis of an influence of exogenous fire in a dog heading, on the parameters of the ventilation air stream flowing through this heading. Modeling tests were carried out with a use of ANSYS software, basing on the Finite Volume Method. For the made assumptions, there were determined physical parameters of air stream flowing through the heading with a fire centre, and also changes in mass fraction of gases in this stream during its flow through the analyzed heading: oxygen, carbon monoxide and carbon dioxide. As a result of performed analysis over the fire centre, the local increase of velocity and temperature and violent decrease of static pressure were recorded. Model of heading presented in the paper gives possibilities for development, and then the analysis of more complicated problems in a range of ventilation of mining headings.

PL

Przepływ strumienia powietrza wentylacyjnego przez wyrobisko korytarzowe z ogniskiem pożaru jest przepływem o złożonym charakterze, podczas którego, w wyniku wydzielania się do atmosfery kopalnianej gazów pożarowych, dochodzi do zaburzeń jego przepływu. W artykule przedstawiono analizę numeryczną wpływu pożaru egzogenicznego w wyrobisku korytarzowym na parametry strumienia powietrza wentylacyjnego przepływającego przez to wyrobisko. Badania modelowe przeprowadzono przy wykorzystaniu programu Ansys Fluent, bazującym na metodzie objętości skończonych. Dla przyjętych założeń wyznaczono parametry fizyczne strumienia powietrza przepływającego przez wyrobisko z ogniskiem pożaru, a także zmiany udziałów masowych gazów w tym strumieniu podczas jego przepływu przez analizowane wyrobisko: tlenu oraz tlenku węgla i dwutlenku węgla. W wyniku przeprowadzonej analizy nad ogniskiem pożaru zanotowano lokalny przyrost prędkości i temperatury oraz gwałtowny spadek ciśnienia statycznego. Zaprezentowany w artykule model wyrobiska daje możliwości rozbudowy, a następnie analizy bardziej skomplikowanych zagadnień z zakresu wentylacji wyrobisk górniczych.

Słowa kluczowe

EN

CFD; underground fire; belt conveyor fire; airflow

PL

strumień powietrza; badania modelowe; ANSYS Fluent; ognisko pożaru

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Management Systems in Production Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 2 (14)
• Strony: 76--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Tutak M.

• Silesian University of Technology, Faculty Mining & Geology Institute of Mining, ul. Akademicka 2A, 44‐100 Gliwice, POLAND

Bibliografia

• [1] Ansys Fluent Theory Guide 14.0., 2011.
• [2] H. Badura. Drogi ewakuacyjne załogi ze stref zagrożenia pożarowego w kopalniach węgla kamiennego. Monografia, Gliwice, Wyd. Politechniki Śląskiej, 2010.
• [3] M. Branny, M. Karach, W. Wodziak, M. Jaszczur, R. Nowak, J. Szmyd. „Eksperymentalna weryfikacja modeli CFD stosowanych w wentylacji kopalń”, Przegląd Górniczy, Nr 5/2013, Katowice 2013.
• [4] W. Dziurzyński, J. Krawczyk. „Nieustalony przepływ gazów pożarowych w kopalnianej sieci wentylacyjnej – symulacja numeryczna”, Archives of Mining Sciences vol. 46, issue 2, Kraków 2001.
• [5] W. Dziurzyński, T. Pałka. „Komputerowa symulacja wpływu pożaru podziemnego na rozkład potencjału sieci wentylacyjnej kopalni”, Archives of Mining Sciences vol. 46, issue 2, Kraków 2001.
• [6] J. Janus, J. Krawczyk, J. Kruczkowski. „Porównanie symulacji numerycznych z wynikami pomiarów rozkładów pól prędkości w przekrojach chodników kopalnianych”, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, Tom 13, nr 1‐4/2011.
• [7] Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych, Dz. U. Nr 139 poz. 1169 z dnia 28 czerwca 2002 r.
• [8] K. K. Veersteg, W. Malalasekera. An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volumne Method. Pearson Education 2007.
• [9] A. W. Wala, J. R. Stoltz, J. D. Jacob. “Numerical and experimental study of a mine face ventilation system for CFD code validation”, Proceedings of the 7th International Mine Ventilation Congress, Krakow 2001.
• [10] A. M. Wala, S. Vytla, C. D. Taylor, G. Huang. “Mine face ventilation: a comparison of CFD results against benchmark experiments for CFD code validation”, Mining Engineering, Vol.59, 2007.
• [11] P. Wrona P. „Wpływ prędkości powietrza na rozwój pożaru egzogenicznego w wyrobisku górniczym – symulacja w programie Fire Dynamics Simulator (FDS) – Pyrosim”.Przegląd Górniczy nr 7/2013, Katowice 2013.
• [12] WUG ‐ Dane statystyczne pożarów w kopalniach węgla kamiennego, Katowice 2008.