Journal of the Korean Society for Railway (한국철도학회논문집)

The Korean Society for Railway (한국철도학회)
권호 표지

An Experimental Study on the Critical Velocity Considering the Slope in Tunnel Fire

경사터널내 화재 발생시 경사도가 임계속도에 미치는 영향에 관한 연구

  • 김승렬 (중앙대학교 기계공학부) ;
  • 장용준 (한국철도기술연구원 궤도토목연구본부) ;
  • 유홍선 (중앙대학교 기계공학부)
  • Published : 2008.02.29
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Abstract

An experimental study has been conducted to investigate the effect of tunnel slope on critical velocity by using the model funnel of the 1/20 reduced-scale applying the Floods scaling law. the square liquid pool burners were used for methanol, acetone and n-heptane fires. tunnel. Tunnel slopes varied as five different degrees $0^{\circ}$, $2^{\circ}$, $4^{\circ}$, $6^{\circ}$ and $8^{\circ}$. The mass loss rate and the temperatures are measured by a load celt and K-type thermocouples for tunnel slope. Present study results in bigger the critical velocity than the research of Atikinson and Wu using the propane burner. Therefore, when estimating the critical velocity in slope tunnel, the variations of the heat release rate is an important factor. The reason is the ventilation velocity directly affects variation of heat release rate when slope tunnel fire occurred.

본 연구에서는 경사각에 다른 임계속도 변화를 파악하기 위하여 축소모형 실험을 수행하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20 축소모델 시험을 수행하였고, 화원은 메탄올, 아세톤, 헵탄을 연료로하여 Akinson과 Wu가 사용한 가스버너가 아닌 배연속도에 따라 달라지는 정사각형 풀을 사용하였으며, 터널의 각도는 $0^{\circ}$, $2^{\circ}$, $4^{\circ}$, $6^{\circ}$, $8^{\circ}$에 관하여 실험을 수행하였다. 발열량과 온도는 로드셀과 K-type 열전대를 사용하여 측정하였다. 실험결과 발열량 변화를 고려하지 않은 Atkinson과 Wu의 실험결과 보다 배연속도에 따른 발열량이 변화하는 풀화재를 사용한 경우가 더 큰 기울기 값을 얻었다. 따라서 배연속도는 화원의 연소율 변화에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 경사터널화재 발생시 연소율의 변화에 따른 임계속도의 영향을 고려하는 것이 중요하다.

Keywords

References

  1. A. Beard, and R. Carvel (2004). "The handbook of tunnel fire safty"
  2. Y. Oka, and G. T. Atkinson, "Control of Smoke Flow in Tunnel Fires," Fire Safety Journal, Vol.25, No.4, pp.305-322, 1995 https://doi.org/10.1016/0379-7112(96)00007-0
  3. G. T. Atkinson, and Y. Wu (1996), "Smoke Control in Sloping Tunnels," Fire Safety Journal, Vol.27, No.4, pp.335-341 https://doi.org/10.1016/S0379-7112(96)00061-6
  4. Y. Wu, and M. Z. A. Baker (2000), "Control of Smoke Flow in Tunnel Fires Using Longitudinal Ventilation Systems - A Study of the Critical Velocity," Fire Safety Journal, Vol.35, No.4, pp.363-390 https://doi.org/10.1016/S0379-7112(00)00031-X
  5. Carvel, R.O., Beard, A.N., Jowitt, P.W. and Drysdale. (2001). Variation of Heat Release Rate with Forced Longitudinal Ventilation for Vehicle Fires in Tunnels, Fire Safety Journal, 36: 569-596 https://doi.org/10.1016/S0379-7112(01)00010-8
  6. 이성룡, 김충익, 유홍선, 김혁순, 전명배(2004), "경사 터널내 화재시 임계속도에 관한 실험적 연구," 한국화재.소방학회지, 제18권 제1호., pp.49-53
  7. X. C. Zhou, and J. P. Gore (1995), "Air Entrainment Flow Field Induced by a Pool Fire," Combustion and Flame, Vol.100, No.1, pp.52-60 https://doi.org/10.1016/0010-2180(94)00043-R
  8. J.G. Quintiere (1997), "Principles of Fire Behavior, Delmar Publishers"
  9. Sardqvist, S. (1993), "Initial Fires", ISSN 1102-8246
  10. J.G. Quintiere, (1989), "Scaling Applications in Fire Research," Fire Safety Journal, Vol.15, pp.3-29 https://doi.org/10.1016/0379-7112(89)90045-3
  11. J.S. Roh, S.S. Yang, and H.S. Ryou, "Tunnel Fires : Experiments on Critical Velocity and Burning Rate in Pool Fire During Longitudinal Ventilation", Journal of Fire Sciences, Vol.25, NO.2, pp.161-176 https://doi.org/10.1177/0734904107067300