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Auf Basis experimenteller Ergebnisse wird anhand von zwei Verfahren die Reaktionsführung für die Verbrennung von OP Feuerbällen in Ansys CFX variiert und diskutiert. Im Fokus stehen die Berechnung der Feuerballcharakteristiken Durchmesser, Branddauer, Höhe und thermische Strahlungsbelastung. Beide Reaktionsführungen sind nicht in der Lage die kompletten experimentell beobachtenden Eigenschaften wiederzugeben. Durch die Kombination beider Verfahren lässt sich das Gefahrenpotenzial der Feuerbälle allerdings abschätzen.
Beim Ansprechen von Sicherheitseinrichtungen werden unter Druck stehende Gase als Freistrahl freigesetzt. Die Abmessung des daraus resultierenden Gefährdungsbereiches ergibt sich durch den Vergleich mit einem Grenzwert, wie z. B. der unteren Zündgrenze.
Die Berechnung des Freistrahles wird im Allgemeinen durch empirische oder Integralmodelle durchgeführt. Hierbei wird jedoch angenommen, dass die Freisetzungsdauer ausreichend lang ist, damit der Freistrahl einen stationären Zustand erreicht. Ist die Freisetzungsdauer durch ein kurzes Ansprechen der Druckentlastungseinrichtung oder einer geringen zur Verfügung stehenden Gasmenge nur kurz, stellt sich die Frage, inwiefern der resultierende Freistrahl die durch die stationäre Annahme in den Modellen berechneten Längen überhaupt noch erreicht, bzw. ab welcher Freisetzungsdauer von einem stationären Strahl ausgegangen werden kann.
Um diese Fragestellung zu untersuchen wurden CFD Berechnungen durchgeführt. Variiert wurden hierbei die Gasdichte (unterschiedliche Stoffe), die Austrittsgeschwindigkeit, der Austrittsdurchmesser und die Freisetzungsdauer. Basierend auf diesen Untersuchungen wird diskutiert, ob eine Korrelation zwischen den Austrittsparametern und der Dauer bis zum Erreichen der Stationarität abgeleitet werden kann. Diese Korrelation ermöglicht dann aus den Ergebnissen der stationären Freistrahlmodelle, Aussagen für sehr kurze Freisetzungszeiträume zu treffen.
Verbrennungseffizienzen dienen zur Bewertung des Brandverhaltens von Stoffen im Rahmen der Brandschutzbemessung von Gebäuden.
Da die Verbrennungseffizienz eines Stoffes von den Prüfbedingungen maßgeblich abhängt und kein standardisiertes Bestimmungsverfahren existiert, wurde eine Methode zur Berechnung reproduzierbarer Werte von hölzernen Stoffen anhand des Cone Calorimeters und des Single Burning Item Test entwickelt.
A lot of research has been done in the past for the case of fire in underground structures. The focus of research had been fires in rail or road tunnels. But with the view on underground stations, research is not as profound since experiments can only be done during the operating breaks without leading to any structural damage. Hence, there have been only some numerical investigation on fictive and existing stations. A lot of research in the ventilation of subways and tunnels has been done in the past. Also a combination of different weather conditions has to been taken into account.
In this research an existing underground station for different weather conditions is considered. To validate the results of the simulation, the research consists of an experimental and numerical part. The aim is to identify the impact of different weather conditions on a specific fire scenario and the corresponding escape routes.
A comparison between the results obtained from a Computational Fluid Dynamic (CFD) simulation and from the application of an empirical formula for determining the temperature distribution inside a tunnel in case of fire is presented. The temperature is measured and calculated at different distances from the location of the fire and at different time intervals. The fire considered varies with time following a time-heat release rate curve which has a parabolic growing phase, a constant period and a linear decay. The comparison reveals differences in the results. The temperatures calculated with the empirical formula resulted higher than the temperatures obtained by means of the CFD simulation. A list of possible reasons for this limited correspondence is also presented and commented. A proposal for further studies to better define the limitations of both the procedures and to define the influence of each parameter involved is finally presented.