Experimental and numerical investigation of the thermal ceiling jet thickness
Abstract
Røykjeten er en viktig faktor i forhold til deteksjon og slokkesystemer i forbindelse med brann. Den er ofte det første møte med røyk for disse systemene og det er derfor viktig å kvantifisere egenskaper som temperatur, hastighet og tykkelse på røykjeten.
I denne oppgaven har tykkelsen på den horisontale røykjeten blitt studert. Tidligere arbeid har blitt gjort på svak drevne røykjeter, der flammehøyden er mindre enn 30 % av takhøyden. Hovedsakelig har den sterk drevne røykjeten, flammehøyde > 30 %, blitt studert i denne oppgaven og hvordan denne oppfører seg som funksjon av radius fra senterlinjen av røyksøylen. Tykkelsen på røykjeten ble studert for ulike energifrigjøringer, takhøyder og brennerstørrelser.
For å kunne gjøre studier på tykkelsen av røykjeten, ble det satt opp fullskala forsøk under ett 5,9 m² tak. Basert på et temperatur kriteria på 36, 8 % av maksimal temperatur i røykjeten, ble tykkelsen målt ved hjelp av 45 termo elementer fordelt på seks radiale posisjoner. Lignende oppsett ble simulert i FDS for å se om simuleringer kan brukes for å bestemme tykkelsen på røykjeten.
Basert på eksperimentet ble det funnet at tykkelsen på røykjeten øker når energifrigjøringen øker, og når takhøyden øker, blir tykkelsen på røykjeten større. Resultater fra simulering støttet disse funnene. Det ble også funnet at resultat fra simulering i FDS underestimerte resultat fra eksperiment. Tykkelsen på røykjeten viste en økning på 2 % av takhøyden på den radiale forflytningen fra 0,4 m til 1,65 m. Simuleringer i FDS viste motsatt trend, at tykkelsen på røykjeten ble redusert med 2 % på den totale radiusen.