Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi
Yıl: 2023 Cilt: 12 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1282 - 1288 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.28948/ngumuh.1293197 İndeks Tarihi: 23-10-2023
Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi
Öz: Bu çalışmada 1:100 ölçekli doğal havalandırmalı bir yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Dış yüzeyi toprak kaplı beton tünel modelinin iç yüzeyine Alüminyum, Nikel ve Kalsiyum-silikat kaplama kullanılarak üç katmanlı yapı oluşturulmuştur. Modelleme bir yol tünel içerisinde yanma sonucunda oluşan gaz çıkışına bağlı sabit ısı akısında yapılmıştır. Gazın çıkış sıcaklığı 950 K, ısı salınım oranı 50 MW ve kütlesel debisi 48.6 kg/s olarak seçilmiştir. Model tasarımı ve akış alanının çözümü hem zamana bağlı ve hem de geçici rejimde ANSYS/FLUENT programı ile yapılmış ve analizlerde standart k-ɛ türbülans modeli kullanılmıştır. Sonuçlar bir yol tüneli yangınındaki sıcaklık dağılımının beton duvarlar üzerine eklenecek üçüncü bir katmandan etkilendiğini göstermiştir. Üçüncü katman olarak Alüminyum ve Nikel tabaka kullanılan modellerde ısı transferi iki katmanlı modele göre daha fazla iken, Kalsiyum-silikat tabakası kullanılan modelde farkın çok az olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelime: Numerical investigation of the thermal effect of wall coating in road tunnel fire
Öz: In this study, the thermal effect of the wall coating in a 1:100 scale natural ventilated road tunnel fire was numerically investigated. A three-layer structure was formed by using Aluminum, Nickel and Calcium-silicate coating on the inner surface of the concrete tunnel model, the outer surface of which was covered with soil. The modeling was carried out at a constant heat flux depending on the gas output formed as a result of combustion in a road tunnel. The outlet temperature of the gas is 950 K, the heat release rate is 50 MW and the mass flow rate is 48.6 kg/s. The model design and solution of the flow field were made with the ANSYS/FLUENT program both in time dependent and transient regime, and the standard k-ɛ turbulence model was used in the analyses. The results showed that the temperature distribution in a road tunnel fire is affected by a third layer to be added over the concrete walls. In the models using Aluminum and Nickel layer as the third layer, the heat transfer was higher than the two-layer structure, while the difference was found to be very small in the model using the Calcium-silicate layer.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- S. Saito and Y. Yamauchi, Numerical study of the influence of tunnel wall properties on ceiling jet. Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research, 110, 103811. 2021. https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.104087.
- T. Xu, D. Zhao, H. Tao and P. Lei, Extended CFD models for numerical simulation of tunnel fire under natural ventilation: Comparative analysis and experimental verification. Case Studies in Thermal Engineering, 2022. https://doi.org/10.1016/j.csite.2022.101815.
- M.G. Vega, M.A. Diaz, J. M. Oro, R.B. Tajadura and C. S. Morros, Numerical 3D simulation of a longitudinal ventilation system: Numerical 3D simulation of a longitudinal ventilation system: Tunnelling and Underground Space Technology, 23, 539-551, 2008. https://doi.org/10.1016/j.tust.2007.10.001.
- M.S. Tomar, S. Khurana and S. Chowdhury, A numerical method for studying the effect of calcium silicate lining on road tunnel fires. Thermal Science and Engineering Progress, 43, 2022. doi:10.1016/j.tsep.2022.101245.
- Y. Gao, G. Zhu, S. Gu and H. Zhu, Experimental investigation on longitudinal and transverse temperature distribution in a horseshoe shaped tunnel fire. Advances in Structural Engineering, 2089-2096, 2019. https://doi.org/10.1177/1369433219831485.
- F. Wang and M. Wang, A computational study on effects of fire location on smoke movement in a road tunnel. Tunnelling and Underground Space Technology, 51, 405-413, 2016. https://doi.org/10.1016/j.tust.2015.09.008.
- J. Modic, Fire simulation in road tunnels. Tunnelling and Underground Space Technology, 18, 2003. https://doi.org/10.1016/S0886-7798(03)00069-5.
- T. Wei, W. Zhao and R. Zong, Analytical study of wall factor on the ceiling temperature distribution in the far field for tunnel fires. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 171, 196-201, 2017. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2017.09.018.
- C. Caliendo and G. Genovese and I. Russo, Risk analysis of Road Tunnels: A computational fluid dynamic model for assessing the effects of natural ventilation. Appl. Science 11, 32, 2021. https://doi.org/10.3390/app11010032.
- A. Hearter, Fire Tests in the Ofenegg-Tunnel in 1965. Proceedings of the International Conference on Fires in Tunnels, Sweden National Testing and Research Institute, 195-214, 1994.
- A. Haack, Introduction to The EUREKA EU 499 Firetune project. Proceedings of the International Conference on Fire in Tunnels, Sweden National Testing and Research Institue, 3-19, 1994.
- H. Ingason, Fire Testing in Road and Railway Tunnels. Flammability testing of materials used in construction, transport and mining, 231-274, Woodhead Publishing, 2006. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102801-8.00011-9.
- Udemy, ANSYS Fluent - CFD Analiz Mühendisi Yetiştirme Eğitimi, 2021.
| APA | Yemenici O, B (2023). Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. , 1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| Chicago | Yemenici Onur, Barbaros Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. (2023): 1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| MLA | Yemenici Onur, Barbaros Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. , 2023, ss.1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| AMA | Yemenici O, B Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. . 2023; 1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| Vancouver | Yemenici O, B Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. . 2023; 1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| IEEE | Yemenici O, B "Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi." , ss.1282 - 1288, 2023. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| ISNAD | Yemenici, Onur - , Barbaros. "Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi". (2023), 1282-1288. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1293197 |
| APA | Yemenici O, B (2023). Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(4), 1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| Chicago | Yemenici Onur, Barbaros Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12, no.4 (2023): 1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| MLA | Yemenici Onur, Barbaros Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.12, no.4, 2023, ss.1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| AMA | Yemenici O, B Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023; 12(4): 1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| Vancouver | Yemenici O, B Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023; 12(4): 1282 - 1288. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| IEEE | Yemenici O, B "Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi." Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12, ss.1282 - 1288, 2023. 10.28948/ngumuh.1293197 |
| ISNAD | Yemenici, Onur - , Barbaros. "Yol tüneli yangınında duvar kaplamasının ısıl etkisinin sayısal incelenmesi". Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12/4 (2023), 1282-1288. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1293197 |
