35 YANGIN VE GÜVENLİK • OCAK - ŞUBAT / 2025 MAKALE çalışma, kapalı alan yangınlarında WM'nin söndürme etkisini simülasyonlar kullanarak inceleyecektir. EV yangınlarıyla ilgili deneylerin yüksek maliyeti nedeniyle, yangın söndürme tekniklerini araştırma ve incelemenin ana yaklaşımı modelleme ve simülasyon yoluyla gerçekleştirilir. Lityum-iyon pil yangınlarında su spreyi kullanımının etkileri, çeşitli çalışmalarda simülasyonlarla incelenmiş ve karakterize edilmiştir [23,24]. Sonuçlar, daha büyük damlacık boyutlarının ve daha yüksek nozül yüksekliklerinin yangın söndürme performansını olumsuz etkilediğini göstermektedir. Son yıllarda, otoparklar ve tüneller gibi geniş ölçekli yangın senaryoları için birçok simülasyon çalışması sunulmuş ve tartışılmıştır. Araştırmacılar, yangın olayları sırasında duman yayılımı ve sıcaklık dağılımını simüle ederek EV parklarının yangın güvenliğini değerlendirmiştir [25]. Belirli bir senaryoda yangın davranışını inceleyerek ve analiz ederek, benimsenen yangın söndürme sisteminin potansiyel zayıf noktaları ve eksiklikleri belirlenebilir ve geliştirilebilir [26]. Buna karşın, nispeten küçük otoparklarda, örneğin özel garajlarda duran EV’ler üzerine daha az çalışma yapılmıştır. Bu gibi durumlarda, sprinkler başlıklarının sayısı ve çalışma basıncının yangın modeline etkileri henüz tam olarak ortaya konmamıştır. Şu anda, küçük bir garajda EV yangınlarını söndürmek için WM (Water Mist) sisteminin etkinliği üzerine sınırlı araştırma bulunmaktadır. Bu çalışma, simülasyonlar temelinde WM sisteminin etkinliğini iki açıdan değerlendirmektedir: nozül sayısı ve bunların çalışma basıncı. Ayrıca, WM sisteminin özel garajlarda yangını önleme ve kontrol etme konusundaki etkinliği tartışılmaktadır. Bu çalışma, EV yangınlarının gelişim sürecini araştırmayı ve özel garajlarda EV’ler için yangın önleme konusunda hassas ve etkili stratejiler sunmayı amaçlamaktadır. 2. SAYISAL YANGIN SIMÜLASYON YÖNTEMI VE ÇALIŞMA KONFIGÜRASYONLARI Bu çalışmada kullanılan araştırma yöntemi, PyroSim [27] kullanılarak yapılan sayısal yangın simülasyonlarıdır. PyroSim, yangın önleme ve acil durum müdahale planlaması araştırmalarında yaygın olarak kullanılan Fire Dynamics Simulator (FDS) tabanlı bir yangın simülasyon yazılımıdır [28]. Yangın simülasyon senaryolarında risk senaryosunu daha kapsamlı bir şekilde ele alabilmek için, EV’de kullanılan lityum-iyon pilin zirve ısı salınım hızı (PHRR) yangın kaynağı HRR değeri olarak kullanılmaktadır [29]. Buna dayanarak, lityum-iyon pilin yangın kaynağı HRR değeri aşağıdaki Denklem (1) kullanılarak hesaplanabilir [30 Denklem (1)'de, EB elektrik kapasitesini (Wh) ifade eder. HRR, yangın kaynağının ısı salınım hızını (kW) ifade eder. Elektrikli aracın elektrik kapasitesinin 100 kWh olduğu tahmin edilmekte ve yangın kaynağı HRR değeri 2000 kW olarak belirlenmektedir. Alev çapı, Denklem (2) kullanılarak hesaplanabilir. Yangının karakteristik alev çapının ızgara boyutuna oranı 4–16 aralığında olduğunda, daha doğru sonuçlar elde edilebileceği belirtilmektedir [31]. Bu, simülasyonların doğruluğunu artırmak için kritik bir gereklilik olup, yangının fiziksel boyutlarının ve termal etkilerinin doğru bir şekilde modellenmesini sağlar. Bu hesaplama, özellikle sınırlı alanlarda EV yangınlarının etkilerinin anlaşılmasında önemlidir. D, alev çapını ifade eder. ρ∞, ortam havasının yoğunluğudur. cp, ortam havasının özgül ısı kapasitesidir. T∞, ortam havasının sıcaklığıdır. g, yerçekimi ivmesidir. ρ∞, cp ve T∞ değerleri sırasıyla 1.2 kg/m³, 1 kJ/(kg·K) ve 293 K olarak alınmıştır. Denklem (2)'ye göre, yangının alev çapı yaklaşık 0.6 m olarak tahmin edilmiştir, bu nedenle ızgara uzunluğu 0.05 m olarak ayarlanmıştır. Yangın deneylerinde, sıcaklık gradyanını tespit etmek için termokupllar genellikle dikey bir dizilimde düzenli aralıklarla yerleştirilir [32]. Şekil 1, termokuplların konumlarını göstermektedir. Bu çalışmada, WM cihazı yangın söndürme cihazı olarak kullanılmaktadır. Simülasyon ayarları Tablo 1'de gösterilmiştir. Garajda duman tahliye ekipmanı bulunmamaktadır. Kapalı alandaki rüzgar hızı sıfırdır. Sıcaklık 20 °C olarak ayarlanmıştır. WM cihazının akış katsayısı 2.5 L/dak/(MPa)^1/2 olarak belirlenmiştir. Toplam akış hızı, Denklem (3) ve (4) kullanılarak hesaplanabilir [27]. WM borulama sistemindeki kayıplar simülasyonda göz ardı edilmiştir. q = K √ 10p burada q akış hızıdır, L/dak; K akış katsayısıdır, L/dak/ (MPa) 1/2; p çalışma basıncıdır, MPa (1) (2) (3)
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=