Κατασκευή διάταξης πυροστροβίλων σε λιμνώδη φλόγα και διερεύνηση των συνθηκών σχηματισμού και ανάπτυξης αυτών
| datacite.contributor.RelatedPerson | Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Σούφλας Κωνσταντίνος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Κούτμος, Παναγιώτης | |
| dc.contributor.author | Ρούσσης, Παναγιώτης | |
| dc.contributor.other | Roussis, Panagiotis | |
| dc.date.accessioned | 2024-09-24T05:40:52Z | |
| dc.date.available | 2024-09-24T05:40:52Z | |
| dc.date.issued | 2024-10-16 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.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. | |
| dc.description.translatedabstract | Fire whirls exhibit a powerful intensification of combustion which has been extensively studied over time by the fire research community. The hazards inherent during these phenomena, which take place in both wildland and urban fires, have led the research community to modelling them on both small and large scales in appropriately organized laboratory areas. The development of this phenomenon is based on the existence of an organized angular momentum which in turn will lead to an increased angular velocity of the air entering the flame’s plume. The height of a fire whirl exceeds in most cases the height of a simple conventional flame. In addition, fire whirls have the potential to spread, creating new fire spots over several meters, with devastating effects on the surrounding landscape. In this thesis we experimentally study the possible existence of a fire whirl in a pool fire for various flow conditions that we enforce. In addition, a comparison is made of the flame height between the pool fire and the fire whirl to identify any differences. In the first parts of the thesis, a thorough analysis of the theoretical background on pool flames and the fire whirl is presented, while reference is made to previous research on the fire whirl phenomenon. Subsequently, the experimental setup used in our research is analyzed and the image processing procedure used in the computer language Matlab is explained. Further, the results of the experimental procedure are presented and analyzed. During the experimental procedure we used some variations in the flow conditions with the main pillars: fuel flow rate, burner diameter and gap opening in the fixed frame. The first two variations relate to the change in flame load while the opening of the gap relates to the change in angular momentum. In conclusion, by observing the plots we can extract useful conclusions between the height and the parameters mentioned above. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/28038 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.subject | Λιμνώδεις φλόγες | |
| dc.subject | Πυροστρόβιλος | |
| dc.subject | Φόρτιση φλόγας | |
| dc.subject | Συνθήκες ροής | |
| dc.subject | Ύψος φλόγας | |
| dc.subject.alternative | Pool fires | |
| dc.subject.alternative | Fire whirl | |
| dc.subject.alternative | Flame load | |
| dc.subject.alternative | Flow conditions | |
| dc.subject.alternative | Flame height | |
| dc.title | Κατασκευή διάταξης πυροστροβίλων σε λιμνώδη φλόγα και διερεύνηση των συνθηκών σχηματισμού και ανάπτυξης αυτών | |
| dc.title.alternative | Design a fire-whirl arrangement on a pool fire and investigation of the formation and development features |