Μοντελοποίηση συστήματος αερισμού οδικής σήραγγας σε συνθήκες πυρκαγιάς

Ξυνού, Βασιλική; Xynou, Vasiliki

dc.contributor.author	Ξυνού, Βασιλική	el
dc.contributor.author	Xynou, Vasiliki	en
dc.date.accessioned	2023-03-13T10:51:45Z
dc.date.available	2023-03-13T10:51:45Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57243
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24941
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Σχεδιασμός και Κατασκευή Υπόγειων Έργων”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Κρίσιμη ταχύτητα	el
dc.subject	Πυρκαγιά	el
dc.subject	Διαμήκης αερισμός	el
dc.subject	Οδική σήραγγα	el
dc.subject	Αναστροφή καπνού	el
dc.subject	Critical velocity	en
dc.subject	Fire	en
dc.subject	Longitudinal ventilation system	en
dc.subject	Road tunnel	en
dc.subject	Backlayering	en
dc.title	Μοντελοποίηση συστήματος αερισμού οδικής σήραγγας σε συνθήκες πυρκαγιάς	el
dc.title	Modelling of a road tunnel ventilation system under fire conditions	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Αερισμός	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-13
heal.abstract	Το σύστημα του αερισμού, σε μια οδική σήραγγα, είναι απαραίτητο για την αραίωση των ρύπων εκπομπής των οχημάτων και για τον έλεγχο των τοξικών αερίων σε περίπτωση πυρκαγιάς. Ωστόσο, η τελική διαστασιολόγηση του συστήματος αερισμού γίνεται σύμφωνα με την δυσμενέστερη περίπτωση, η οποία είναι η εκδήλωση της πυρκαγιάς. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η εκπόνηση αναλύσεων μονοδιάστατης (1D) και τρισδιάστατης (3D) προσομοίωσης της εκδήλωσης και ανάπτυξης πυρκαγιάς ισχύος 15 MW, 30 MW και 50 MW, και η παρακολούθηση του φαινομένου της αντιστροφής του καπνού σε σχέση με την κρίσιμη ταχύτητα. Η υπό εξέταση σήραγγα έχει διαστασιολογηθεί με μηχανικό αερισμό για φωτιά σχεδιασμού 50 MW, και έχει μήκος 1500 m με ομοιόμορφη κλίση +2%. Αποτελείται από μια οπή, δύο κατευθύνσεων κυκλοφορίας, με κυκλοφοριακό φόρτο τα 1000 οχήματα ανά κατεύθυνση, εκ των οποίων το 80% είναι επιβατικά και το 20% βαρέα οχήματα. Εκτελέστηκαν έξι μονοδιάστατες αναλύσεις και έξι τρισδιάστατες αναλύσεις, για δύο διαφορετικές θέσεις εκδήλωσης πυρκαγιάς, στο μέσον της σήραγγας και 100 m από το στόμιο εξόδου. Για την μονοδιάστατη ανάλυση χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό CAMATT 2.20, ενώ για την τρισδιάστατη ανάλυση χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Pyrosim. Σημειώνεται ότι τα δεδομένα της μελέτης είναι από την τελική έκθεση του έργου «Προκαταρκτική διερεύνηση και σχεδιασμός από το Μετσόβιο Κέντρο Διεπιστημονικής Έρευνας οδικής σήραγγας μεταξύ των οικισμών Θεοδωριάνων – Μελισσουργών». Τα βασικότερα συμπεράσματα που εξάγονται από την εργασία είναι τα εξής:  Tο διαμήκες σύστημα αερισμού λειτούργησε ικανοποιητικά για το σύνολο των αναλύσεων, καθώς η αναστροφή του καπνού περιορίστηκε και ελέγχθηκε από την στιγμή που ενεργοποιήθηκαν οι ανεμιστήρες.  Στην μονοδιάστατη ανάλυση, παρατηρείται ότι η θέση της πυρκαγιάς, σε σχέση με το στόμιο, επηρεάζει το μήκος του backlayering. Συγκεκριμένα, όσο πιο μακριά είναι η θέση της πυρκαγιάς από τα στόμια της σήραγγας, τόσο περισσότερο εκτείνεται η αντιστροφή του καπνού.  Στις τρισδιάστατες αναλύσεις παρατηρήθηκε ότι όσο αυξάνεται ο ρυθμός ανάπτυξης της θερμότητας, αυξάνεται το μήκους του καπνού προς την ανάντη πλευρά όταν το backlayering είναι μέγιστο.  Γενικά, στις τρισδιάστατες αναλύσεις το backlayering είναι μεγαλύτερο, καθώς γίνεται ταυτόχρονη κίνηση του καπνού και προς τις δύο κατευθύνσεις της σήραγγας. Σε αντίθεση στις μονοδιάστατες αναλύσεις, ο καπνός γυρνάει μόλις η μέση ταχύτητα αλλάξει πρόσημο.  Η προσομοίωση της φωτιάς διαφοροποιείται ανά πρόγραμμα, συνεπώς δεν μπορεί να γίνει άμεση σύγκριση των αποτελεσμάτων. Στην μονοδιάστατη ανάλυση, ο τύπος της φωτιάς είναι έτοιμος και παραμετροποιημένος από το πρόγραμμα και επιλέγεται το είδος του ατυχήματος. Αντιθέτως, στην τρισδιάστατη ανάλυση ορίζεται μια αντίδραση και ο ρυθμός απελευθέρωσης της θερμότητας, αναμιγνύεται με τον αέρα και αντιδρά, σχηματίζοντας τα προϊόντα καύσης.  Στην τρισδιάστατη ανάλυση, όσο αυξάνεται η θερμική ισχύς, αυξάνεται και ο χρόνος που απαιτείται για να μηδενιστεί το backlayering.  Ο αριθμός των ανεμιστήρων που βγήκαν εκτός λειτουργίας διαφέρουν ανά τύπο ανάλυσης, 1D και 3D, συνεπώς τα αποτελέσματα των δύο προγραμμάτων δεν είναι άμεσα συγκρίσιμα. Συνοπτικά, η εκδήλωση πυρκαγιάς σε υπόγειο χώρο αποτελεί το δυσμενέστερο σενάριο που όμως μπορεί να ελεγχθεί με τον κατάλληλο μηχανικό αερισμό. Η προσομοίωση της γίνεται ικανοποιητικά μέσω των τρισδιάστατων προγραμμάτων, καθώς προσαρμόζουν με μεγαλύτερη αντικειμενικότητα τις πραγματικές συνθήκες. Αντιθέτως, οι μονοδιάστατες συνθήκες παρουσιάζουν αδυναμία στην ανάδειξη του φαινομένου της στρωμάτωσης του καπνού καθ’ ύψος της διατομής.	el
heal.advisorName	Δαμίγος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μιχαλακόπουλος, Θεόδωρος	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	143 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false