شبيه‌سازي عددي اطفاء حريق استخري توسط سيستم مه‌آب با بررسي اثر پارامترهاي نازل

Numerical simulation of poolfire suppression using water mist system investigating nozzle parameter effects

همراه با رشد تكنولوژي نازل‌هاي اسپرينكلر و سيستم‌هاي مه‌آب بيش از پيش در اطفاء حريق مورد استفاده قرار مي‌گيرند. روش‌هاي محاسباتي براي بررسي تأثير اثر تهويه و پارامتر‌هاي نازل همچنين بهينه‌سازي آن‌ها در سيستم مه‌آب بسيار كارايي دارند. در اين پژوهش، كد متن‌‌باز شبيه‌ساز ديناميك آتش (FDS) براي بررسي عددي تأثير پارامترهاي نازل بر خفگي و اطفاء حريق استفاده شده است. محدوده اندازه قطرات طبق استاندارد NPFA 750 محاسبه‌ شده است. مكانيزم‌هاي اطفاء حريق در سيستم مه‌آب و تأثير آن‌ها بر زمان اطفاء حريق همچنين تأثير پارامترهاي اندازه ذرات، دبي آب و زاويه مخروطي پاشش نازل بررسي شده است. محاسبات نشان مي‌دهد در نازل مخروط حفره‌اي، اندازه قطرات كوچك‌تر ‌از 121 ميكرومتر و بزرگ‌تر از 600 ميكرومتر براي اطفاء حريق مناسب هستند. با استفاده از يك نازل توپر و يك‌پنجم دبي در مقايسه با حالت قبل، زمان اطفاء حريق از 26 به 7.4 ثانيه كاهش يافته است. زاويه پاشش در قطرات ريز اثر چنداني بر زمان اطفاء حريق ندارد اما در قطرات درشت با كم كردن زاويه پاشش مي‌توان به جواب مطلوب رسيد. از اين رو با شناخت پارامتر‌هاي نازل و اثر هر يك از آن‌ها بر زمان خاموشي حريق مي‌توان به طراحي بهينه رسيد.

With recent developments in sprinkler technology, water mist system is becoming more and more useful in fire suppression. The computational method is an efficient way to investigate effect of Nozzle parameter of water mists and optimize them. In this research, an open source fire dynamic simulator (FDS) is used to numerically investigate the different nozzle parameters on the fire suppression and extinguishing mechanism.The range of droplet size was determined based on the NFPA 750 standard. Extinguishing mechanisms in water mist systems and their effect on extinguishing time and nozzle parameter such as droplet size, water flow rate and spray cone angle were investigated. The simulation concluded that droplet sizes I hollow cone angle smaller than 121 μm and larger than 600 μm were appropriate for fire extinguishing. With a full cone angle nozzle and 1/5 flowrate compared with hollow cone nozzle, fire extinguishing time reduced from 26 seconds to 7.4 seconds. Spray cone angle in fine droplets does not affect the duration of fire extinguishing significantly, however, for large droplets, the desired result can be achieved by reducing the spray cone angle. So with recognition of nozzle parameter and its effects on fire extinguishing time could enhance the optimum design.