بررسي تأثير نسبت ابعاد دريچه و شرايط منبع احتراق بر رفتار پديده بازافروختگي به روش شبيه-سازي گردابه‌‌هاي بزرگ

Investigating the Effect of Opening Aspect Ratio and Combustion Source Conditions on Behavior of Backdraft Phenomenon by Large Eddy Simulation

بازافروختگي يك پديده خاص از آتش‌سوزي است كه در محيطي بسته با تهويه محدود ايجاد مي‌شود؛ و مي‌تواند دما و فشار را افزايش داده و آتش را تقويت كند. در اين مقاله، با روش شبيه‌سازي گردابه‌هاي بزرگ و استفاده از شبيه‌ساز ديناميك آتش، به بررسي رفتار پديده بازافروختگي در يك محفظه بسته پرداخته شده است. تغيير نسبت ابعاد دريچه، تزريق سوخت از منبع احتراق و تغيير مكان منبع احتراق، سه پارامتر اساسي هستند كه تاثير آن بر رفتار ديناميكي و ترموديناميكي پديده بازافروختگي جهت اطفاء يا تعويق آن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج دلالت بر اين دارد كه اگر سوخت با غلظت كمتري در واكنش شركت كند، امكان وقوع بازافروختگي در فشارهاي پايين فراهم مي‌شود. با كاهش نسبت ابعاد دريچه، زمان وقوع پديده بازافروختگي به تعويق افتاد و توانست بيشينه فشار ديناميكي حاصل از اين پديده را نزديك به 4 پاسكال كاهش دهد؛ اگرچه به دليل باقي ماندن مواد نيم‌سوز، امكان وقوع بازافروختگي دوم فراهم شد. همچنين با تغيير مكان منبع احتراق و نزديك كردن آن به دريچه، مشاهده شد كه پديده بازافروختگي در مقياسي كوچك‌تر رخ داده و امكان اطفاء كامل آن وجود دارد.

Backdraft is a special phenomenon of fire that occurs in a closed environment with limited ventilation and it can increase temperature, pressure and intensify fire. In this paper, with the method of Large Eddy Simulation and using Fire Dynamics Simulator, the behavior of the backdraft phenomenon in a closed enclosure is investigated. Changing the aspect ratio of opening, fuel injection from the combustion source and displacement of the combustion source are the three basic parameters whose effect on the dynamic and thermodynamic behavior of the backdraft to extinguish or delay it was investigated. The results indicate that if the fuel participates in reaction with a lower concentration, backdraft can occur at low pressures. By reducing the aspect ratio of opening, the time of occurrence of the backdraft phenomenon was delayed and was able to reduce the peak dynamic pressure resulting from this phenomenon by nearly 4 Pascals; However, due to the presence of semi-combustible materials, the possibility of a second backdraft occurred. Also, by displacement the combustion source and bringing it closer to the opening, it was observed that the backdraft phenomenon occurred on a smaller scale and it is possible to extinguish it completely.