Yangın ve Güvenlik Dergisi 217. Sayı (Eylül 2020)

22 Yangın ve Güvenlik / Eylül 2020 yanginguvenlik.com.tr şartların tanımları genellikle verileri güvenle kullanmak için yetersizdir. Ancak, geniş alanlardaki deneysel bazı örnekle- rinin verilerin bu çalışmanın maksatları için kullanılabileceği dikkate alınmıştır. Bu makalede üç farklı deneysel kurulum- dan elde edilen veriler kullanılmıştır. Deneysel kurulumların farklı tipte (hacim ve sınır bakımından) kapalı alanları ve yangın büyüklüklerini içerdiklerinden tamamlayıcı oldukları kabul edilmektedir. 3.1. Yangın Modeli Karşılaştırma Ve Doğrulama Çalışmaları İlk takım veri Uluslararası Yangın Modeli Karşılaştırma ve Doğrulama Çalışması #3 (BE#3) den ortaya çıkmıştır [21]. Deneysel seriler nükleeri bir enerji santralindeki bir odayı temsil edecek şekilde tasarlanmış kapalı bir ortamda tamam- lanmıştır ve 21,7 x 7 x 3,8 m³ olarak ölçülmüştür (bakınız Şekil 4.). Alev odanın ortasına yerleştirilmiştir ve kapalı odanın kısa kenarlarından birinde bir kapı (2,0 x 2,0 m²) bulunmaktadır. Duvar ve tavanlar Marinite 2 yalıtım levhalarından levhalardan ( ρ =737 kg/m³, cp = 1250 J/kgK, k = 0.12 W/mK) yapılmıştır ve zemin ise alçıpan ( ρ =790 kg/m3, cp = 900 J/kgK, k = 0.16 W/mK) levhadır. Kapalı alanın tam bir tarifi, göstergeler ve test Referans [21]’de verilmiştir. Bu makalede kullanılan testte (Test # 3), içinde heptan olan, maksimum ısı çıkartma oranı 1050 kW’a karşılık gelen (düzeltilmiş değer: 1140 kW’dır), bir tava alev kaynağı olarak kullanılmıştır. Alev 3 dk. Süresince yükseltilmiştir ve testin toplam süresi 26 dk. dır. Yedi farklı termokapıl ağacı kulla- nılmış; ancak, sadece bu çalışmada sadece termokapıl TC Ağacı #7’den elde edilen veriler kullanılmıştır (bakınız Şekil 4.). BE#3’deki verilerin birleşik göreceli genleşme belir- sizliği NRC 3 tarafından bağlantılı olarak yapılan çalışmada belirlenmiştir [22]. 3.2 Murica Yangın Testi Murica Atriyum Yanagını Testleri 19.5 x 19.5 x 20 m³ açık alanda yapılmıştır (Bakınız Şekil 5). Kapalı alan sınırları çelik plakalardan (( ρ = 7800 kg/m³, cp =460 J/kgK, k =45 W/mK) yapılmıştır. Deneysel seriler alevin büyüklüğüne ve hava- landırma koşullarına göre farklı düzenlemeler içermektedir. Çatıya her birinin çapı 0,56 m olan dört egzoz fanı yerleşti- rilmiştir, ayrıca odanın alt kısmına 4,88 x 2,5 m² hava çıkışlı bulunmaktadır. Test sırasında geçiş aklıkları ve bunun yanında egzoz fanlarındaki basınç kaybını ölçmek için altmıştan fazla sensör kullanılmıştır. Bu makalede kullanılan test bilgileri bir olduğu kadar geniş olması makul bir düşüncedir, zira duman bulutu yukarıya doğru hareket ettikçe yanlamasına genişler. Dikkate alınacak başka bir husus da beklenen özellik (pro- perty) dağılımı (ör: sıcaklık) ve bu dağılmayı makul bir ölçüde sarabilecek zon çözünürlüğüdür. Bu makalede belirtilen simülasyonların uygulanmasında 4x4x0,5 m³ zon ölçüsü kullanılmıştır. Çok zonlu model çok sayıda zamana bağlı yağınlar, kapalı alanın sınırlarında olan dikey ve yatay hava çıkışları ve duvarlar gibi bölge içindeki engellerin etkilerinin modellenme olasılığını içerir. Model metin esaslı bir giriş dosyası kullanır ve on-line olarak indirilebilir [15]. 2.2. CFD (Hesaplamalı Yangın Dinamiği HYD)) Modeli NIST 1 tarafından geliştirilen Yangın Dinamiği Simülatörü (YDS) [17], sıklıkla farklı yağın güvenliği tasarımı durum- larında kullanılır. YDS yangın ile hareketlendirilen akışkan akışlarının sümüle edildiği bir HYD modelidir. Yazılım Navier– Stokes denklemlerini ısı ve duman taşınımına vurgu yaparak nümerik olarak çözer. Türbülansı (dağılmayı) yeterince çöz- mek için ızgaranın yeterince küçük olmasına ihtiyaç vardır. Bu çalışmada yapılan simülasyonlarda versiyonu 6.7.1 olan bir YDS kullanılmıştır. Kafes aralığı ölçüsü, (dx), tatmin edici sonuçları ortalama bir hesaplama maliyetinde almak için 5 < D*/dx < 10 zaman aralığı içinde tutulmuştur [18]. Burada D* karakteristik çaptır. YDS doğrulama kılavuzu [19] içinde çok sayıda doğrulama örnekleri bulunur ve ayrıca bağımsız araştırma ekiplerince modelin birçok doğrulama çalışması yapılmıştır. Gaz sıcaklıklarına gelindiğinde, YDS’nün deneysel belirsizlik içinde tahminler verdiği görülmüştür [20]. 3. DENEYSEL VERILERIN TANIMLANMASI Geniş alanlardaki yangın deneylerinden literatürde çok az sayıda veri mevcuttur, ve mevcut olduğunda ise de, deneysel Şekil 4. Uluslararası Yangın Modeli Karşılaştırma ve Doğrulama Çalışmasında kullanılan kapalı alanın genel görünüşü [21]. 1 NIST (National Institute of Standards and Technology, ABD) (ÇN) 2 Marinite: asbestos olmayan panel şeklinde bir yalıtım malzemesi markası (ÇN). 3 NRC (ABD Nükleer çalışmaları düzenleme komisyonu) MAKALE