Κατασκευή διάταξης πυροστροβίλων σε λιμνώδη φλόγα και διερεύνηση των συνθηκών σχηματισμού και ανάπτυξης αυτών
Loading...
Date
2024-10-16
Authors
Ρούσσης, Παναγιώτης
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι πυροστρόβιλοι παρουσιάζουν μία ισχυρή εντατικοποίηση της καύσης η οποία μελετάται εκτενώς στο πέρασμα του χρόνου από την κοινότητα των ερευνητών που ασχολούνται με τις πυρκαγιές. Οι κίνδυνοι που ελλοχεύουν κατά τη διάρκεια αυτών των φαινομένων που λαμβάνουν χώρα τόσο σε δασικές όσο και αστικές πυρκαγιές οδήγησαν την ερευνητική κοινότητα να προβεί στην μοντελοποίησή τους σε μικρή αλλά και μεγάλη κλίμακα σε κατάλληλα οργανωμένους εργαστηριακά χώρους. Η ανάπτυξη του συγκεκριμένου φαινομένου βασίζεται στην ύπαρξη μίας οργανωμένης γωνιακής ορμής η οποία με τη σειρά της θα οδηγήσει σε αυξημένη γωνιακή ταχύτητα του αέρα που εισέρχεται στο πλούμιο της φλόγας. Το ύψος ενός πυροστροβίλου ξεπερνά στην πληθώρα των περιπτώσεων το ύψος μίας απλής συμβατικής φλόγας. Επιπλέον, οι στρόβιλοι φωτιάς έχουν την δυνατότητα να εξαπλώνονται, δημιουργώντας νέες εστίες πυρκαγιάς σε απόσταση πολλών μέτρων δημιουργώντας καταστροφικές συνέπειες στην περιβάλλουσα έκταση.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε πειραματικά την πιθανή ύπαρξη πυροστροβίλου σε λιμνώδη φλόγα για διάφορες συνθήκες ροής που επιβάλλουμε. Επιπρόσθετα, γίνεται μία σύγκριση του ύψους της φλόγας ανάμεσα στις λιμνώδεις και στον πυροστρόβιλο ώστε να εντοπιστούν τυχόν διαφορές. Στα πρώτα κομμάτια της εργασίας γίνεται μία διεξοδική ανάλυση του θεωρητικού υπόβαθρου σχετικά με τις λιμνώδεις φλόγες και του πυροστροβίλου, ενώ γίνεται αναφορά και σε παλαιότερες έρευνες που αφορούν το φαινόμενο του πυροστροβίλου. Ακολούθως, αναλύεται η πειραματική εγκατάσταση που χρησιμοποιήθηκε στα πλαίσια της έρευνάς μας και επεξηγείται η διαδικασία επεξεργασίας εικόνων που χρησιμοποιήθηκε στην υπολογιστική γλώσσα Matlab. Συνεχίζοντας, γίνεται η παράθεση αλλά και ανάλυση των αποτελεσμάτων της πειραματικής διαδικασίας. Κατά την πειραματική διαδικασία χρησιμοποιήσαμε κάποιες εναλλαγές στις συνθήκες ροής με βασικούς πυλώνες: την παροχή καυσίμου, την διάμετρο του καυστήρα και το άνοιγμα διακένου στο σταθερό πλαίσιο. Οι δύο πρώτες εναλλαγές αφορούν στην μεταβολή της φόρτισης της φλόγας ενώ το άνοιγμα του διακένου στην μεταβολή της γωνιακής ορμής. Καταληκτικά, παρατηρώντας τα διαγράμματα μπορούμε να εξάγουμε χρήσιμα συμπεράσματα ανάμεσα στο ύψος και στις προαναφερθείσες παραμέτρους.
Description
Keywords
Λιμνώδεις φλόγες, Πυροστρόβιλος, Φόρτιση φλόγας, Συνθήκες ροής, Ύψος φλόγας