Étude des interactions entre un feu de nappe en milieu confiné mécaniquement ventilé et un système d’aspersion par brouillard d’eau - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2022

A Study on the Interactions Between a Pool Fire and Injected Water Mist in a Mechanically Ventilated Confined Space

Étude des interactions entre un feu de nappe en milieu confiné mécaniquement ventilé et un système d’aspersion par brouillard d’eau

Lahna Acherar
  • Function : Author
  • PersonId : 1224952
  • IdRef : 220886113

Abstract

This work is devoted to the study of interactions between pool fire in confined mechanically ventilated enclosure and a water mist aspersion system. Firstly, a soot model based on the laminar smoke point concept is implemented in the code FDS6.7 (Fire Dynamics Simulator) and then, evaluated for different pool fire configurations with various gaseous and liquids fuels. The ventilation impact on fire dynamics in confined mechanically ventilated enclosure is investigated by comparing the numerical results with experimental data. This analysis also deals with the effect of air intake position on heat release rate, oxygen volume fraction, temperature, and flow fields in the compartment. The results reveal that the air intake position has a significant influence on the fire dynamics in the compartment and the FDS software has a weakability to quantify correctly the coupling effects between fire-induced pressure and oxygen supply rate. An experimental campaign at reduced scale is performed in a confined mechanically ventilated enclosure, allowing to evaluate the application of a water mist aspersion system on heptane pool fire. It has been demonstrated how or whether an inlet vent rate affects flame suppression behaviour in confined and ventilated installations which are a typical hazard in the nuclear safety area. The primary objective of the present work is to provide a detailed experimental study of water mist fire suppression phenomena in a buoyant, turbulent diffusion flame representing the key characteristics of a realistic fire. This study tends to describe the process by accounting for cooling of unburned surfaces by water, reduction in the surface heat transfer and in-depth pyrolysis coupling heat transfer in the liquid fuel with a thermal decomposition reaction.
Ce travail est consacré à l’étude des interactions entre un feu de nappe en milieu confiné mécaniquement ventilé et un système d’aspersion par brouillard d’eau. Tout d’abord, une méthode globale de formation de suie basée sur le principe de la hauteur de point de fumée laminaire LSP (Laminar Smoke point) a été développée pour prédire la formation de suie d’un combustible donné. Elle a ensuite été implémentée dans le code FDS et évaluée sur des configurations de feu de nappe avec des combustibles gazeux et liquides. Ensuite, une étude de l’impact de la ventilation sur la dynamique du feu dans un milieu confiné mécaniquement ventilé de 8m3 a été menée, en comparant les résultats numériques aux données expérimentales.Les effets de la position de l’entrée d’air sur la puissance du feu et son développement,sur la concentration en oxygène, sur la température et sur la contribution de chaque composante des flux thermiques dans le compartiment ont été analysés. Les résultats démontrent que la position de l’admission a une influence significative sur la dynamique du feu dans le compartiment et démontrent la difficulté du code FDS à prédire correctement les effets de couplage entre les variations de pression et l’apport en oxygène dans le local. Enfin, une campagne d’essais expérimentaux à échelle réduite a été réalisée dans un local confiné mécaniquement ventilé de 1m3. Ce dernier a été conçu au cours de la thèse et instrumenté pour évaluer les effets d’application du brouillard d’eau sur un feu de nappe d’heptane. Il a été démontré si ou comment la quantité d’air entrant dans le local affecte l’extinction de la flamme dans des installations confinées et ventilées qui sont un risque typique dans le domaine de la sécurité incendie. L’objectif principal du présent travail est de fournir une étude expérimentale détaillée des phénomènes d’extinction des incendies par brouillard d’eau dans une flamme de diffusion turbulente représentant les principales caractéristiques d’un incendie dans des conditions réelles. Cette étude tend à décrire le processus en prenant compte du refroidissement de la surface du combustible par l’eau, de la réduction du transfert de chaleur de surface et de la pyrolyse en profondeur en associant le transfert de chaleur dans le combustible liquide.
Fichier principal
Vignette du fichier
2022ESMA0025_acherar.pdf (9.24 Mo) Télécharger le fichier
Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-03978985 , version 1 (08-02-2023)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03978985 , version 1

Cite

Lahna Acherar. Étude des interactions entre un feu de nappe en milieu confiné mécaniquement ventilé et un système d’aspersion par brouillard d’eau. Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2022. Français. ⟨NNT : 2022ESMA0025⟩. ⟨tel-03978985⟩
100 View
54 Download

Share

Gmail Facebook X LinkedIn More