Numerical modelling of underventilated fire in a compartment

• Autorzy: Król M. , Król A.

Identyfikatory

DOI

10.21307/ACEE-2018-029

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Numerical analysis of fire development in a closed compartment was carried out. Three cases were analyzed: a compartment with one, two and three ventilation openings. The influence of the number of ventilation openings on indoor conditions was investigated. The distributions of temperature, of mass fraction of O2, CO2 also well the flow rate through the bottom opening were considered. Analyses have shown that only three ventilation openings in the compartment give the balanced conditions. This means that the outside air is supplied with the bottom opening and the hot smoke is removed with the upper openings. The research also allowed to look at the conditions prevailing in the room during the development of the underventilated fire. The Ansys Fluent program was used to solve the numerical model. In addition, the User Defined Functions (UDF) were used for numerical analyzes. It allowed for modeling the dependence of air pressure in the ventilation openings on the height.

PL

Przeprowadzono analizy numeryczne rozwoju pożaru w zamkniętym pomieszczeniu. Poddano analizie trzy przypadki, pomieszczenie z jednym, dwoma i trzema otworami wentylacyjnymi. Badano wpływ wielkości otworów wentylacyjnych na warunki panujące wewnątrz. Rozpatrywano rozkłady stężenia O2, CO2, temperatury oraz strumień objętości przepływający przez dolny otwór. Analizy pokazały, że dopiero przy trzech otworach w pomieszczeniu panują zrównoważone warunki. Oznacza to, że powietrze zewnętrzne dostarczane jest dolnym otworem a gorący dym jest usuwany górnymi otworami. Badania pozwoliły przyjrzeć się warunkom panującym w pomieszczeniu, w którym rozwija się pożar ograniczony wentylacja. W badaniach wykorzystano program Ansys Fluent, za pomocą którego rozwiązano model numeryczny. Dodatkowo w analizach numerycznych wykorzystano funkcje User Defined Function (UDF). Pozwoliła ona na uzależnienie ciśnienia powietrza w otworach wentylacyjnych od wysokości.

Słowa kluczowe

EN

Ansys Fluent; exhaust opening; supplied opening; ventilation controlled fire

PL

ANSYS Fluent; otwór wywiewny; otwór nawiewny; pożar kontrolowany przez wentylację

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 11, no. 2
• Strony: 115--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Król M.

• Department of Heating, Ventilation and Dust Removal Technology, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Silesian University of Technology, Konarskiego 20, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Król A.

• Department of Transport Systems and Traffic Engineering , Silesian University of Technology, Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] Klote, J.H., Milke, J.A., Turnbull, P.G., Kashef, A., & Ferreira, M.J. (2012). Handbook of Smoke Control Engineering. ASHRAE, Atlanta, GA.
• [2] Sikanena,T., Hostikka, S. (2017). Predicting the heat release rates of liquid pool fires in mechanically ventilated compartments. Fire Safety Journal 91, 266-275.
• [3] Utiskul, Y., Quintiere, J.G., Rangwala, A.S., Ringwelski, B.A., Wakatsuki, K., & Naruse, T. (2005). Compartment fire phenomena under limited ventilation. Fire Safety Journal 40, 367-390.
• [4] Loo, A., Coppallea, A., & Aine, P. (2013). Flame extinction in a ventilation-controlled compartment. Procedia Engineering 62, 301-308.
• [5] Harish, R., Venkatasubbaiah, K. (2013). Numerical simulation of turbulent plume spread in ceiling vented enclosure. European Journal of Mechanics B/Fluids 42, 142-158.
• [6] He, Q., Ezekoye, O.A., Li, C., & Lu, S. (2015). Ventilation limited extinction of fires in ceiling vented compartments. International Journal of Heat and Mass Transfer 91, 570-583.
• [7] Węgrzyński, W. (2017). Transient characteristic of the flow of heat and mass in a fire as the basis for optimized solution for smoke exhaust. International Journal of Heat and Mass Transfer 114, 483-500.
• [8] Chena, S., Zhang, Y., & Ren, A. (2018). A simple method for combining fire and structural models and its application to fire safety evaluation. Automation in Construction 87, 39-48.
• [9] Król, M., & Król, A. (2017). Wind influence on a building with the natural smoke removal system. Architecture Civil Engineering Environment 10(3), 119-126.
• [10] Kawagoe, K. (1958). Fire Behavior in Rooms, Report 27. Building Research Institute. Ministry of Construction. Tokyo, Japan.
• [11] Drysdale, D. (2011). An Introduction to Fire Dynamics. John Wiley & Sons, Ltd. England.
• [12] Ansys Fluent Tutorial Guide. (2012). Ansys Inc.
• [13] Lambert, K. (2015). Taking a closer look at underventilated fires, De brandweerman. CFBT-BE.