Simulazione termo-fluidodinamica dei flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio.

Gallerie: Fadalto Ovest, Cave Ovest, Cave Est.

I stato di avanzamento

D. Borello, A. Corsini, F. Rispoli

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Modello fisico/matematico:

• Simulazione intera galleria

• Simulazioni svolte con codice commerciale FVM – PHOENICS

• Griglie cartesiane staggered

• Rugosità media pari a 5 micron

• Geometria dedicata per ogni galleria

• Modello di turbolenza k-eps standard

• Effetti di parete modellati secondo una wall-function termica

• Valutazione della Buoyancy

• Ventilatori simulati come sorgente di quantità di moto

• Incendio simulato come sorgente volumetrica di calore

• Simulazioni condotte in presenza di modello semplificato di irraggiamento; confronto con le caratteristiche del flusso con quello di simulazioni ottenute senza modello di irraggiamento e con riduzione della potenza termica del 30%

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Lunghezza: 2055 m

Larghezza del fornice: 9.5 m

Max altezza: 6.57 m

Pendenza: - 2.5 % (in discesa)

N. Ventilatori: 4 vicino l’imbocco

Velocità uscita dai ventilatori: 33 m/s

Posizione incendio: 1012 m dall’imbocco

Discretizzazione: 268 x 20 x 17

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Particolari griglia

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati:

Vel critica: 2.5 m/s

Caso senza irraggiamento

Portata: -71.4 Kg/s

Velocità media: -1.05 m/s

Tmax: 1026 °C

Caso con irraggiamento

Portata: 172.5 Kg/s

Velocità media: 2.61 m/s

Tmax: 860 °C

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Temperature

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Temperature

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Velocità

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Velocità

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Distribuzione fumi

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Distribuzione Fumi

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sezioni trasversali – Temperature

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sezioni trasversali – Velocità

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Fadalto Ovest

Risultati

Sezioni trasversali – Smoke fraction

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Lunghezza: 3790 m

Larghezza del fornice: 9.5 m

Max altezza: 6.57 m

Pendenza: -1.2 % (in discesa)

N. Ventilatori: 6 vicino l’imbocco e 6 allo sbocco

Velocità uscita dai ventilatori: 33 m/s

Posizione incendio: 1912 m dall’imbocco

Discretizzazione: 460 x 20 x 17

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati:

Vel critica: 2,15 m/s

Caso senza irraggiamento

Portata: 334 Kg/s

Velocità media: 5,15 m/s

Tmax: 595 °C

Caso con irraggiamento

Portata: 334 Kg/s

Velocità media: 5,15 m/s

Tmax: 836 °C

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Temperature

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Temperature

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Velocità

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Velocità

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Distribuzione fumi

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Distribuzione Fumi

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sezioni trasversali – Temperature

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sezioni trasversali – Velocità

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Ovest

Risultati

Sezioni trasversali – Smoke fraction

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Lunghezza: 3150 m

Larghezza del fornice: 9.5 m

Max altezza: 6,57 m

Pendenza: 0,7 % (in salita)

N. Ventilatori: 6 allo sbocco

Velocità uscita dai ventilatori: 33 m/s

Posizione incendio: 1582 m dall’imbocco

Discretizzazione: 388 x 20 x 17

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati:

Vel critica: -------

Caso senza irraggiamento

Portata: 279Kg/s

Velocità media: 4,3 m/s

Tmax: 564 °C

Caso con irraggiamento

Portata: 279 Kg/s

Velocità media: 4,3 m/s

Tmax: 801 °C

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Temperature

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Temperature

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Velocità

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Velocità

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sez. longitudinale – Centro canale – Distribuzione fumi

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sez. longitudinale - Quarto di canale – Distribuzione Fumi

a) Intero canale b) Dettaglio zona incendio

a) b)

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sezioni trasversali – Temperature

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sezioni trasversali – Velocità

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

Cave Est

Risultati

Sezioni trasversali – Smoke fraction

Flussi in gallerie autostradali in presenza di incendio (I stato di avanzamento)

II fase della ricercaIncendio in posizioni critiche del tunnel

• Galleria Fadalto Ovest: incendio a 200 m dal portale di imbocco con

tutti i ventilatori spenti

• Galleria Cave Ovest: incendio a 350 m dal portale di uscita con i

ventilatori posti sulla sezione di uscita (6) spenti

• Galleria Cave Est: incendio a 600 m dal portale di uscita con tutti i

ventilatori spenti