Experimental study of the combustion regimes of a compartment fire under conditions of underventilation
Etude expérimentale des régimes de combustion d'un feu de compartiment dans des conditions de sous-ventilation
Résumé
This study aimed at identifying the combustion regimes which develop during a compartment fire with a fuel source located in the zone trapped behind a soffit. The behaviour of the flame was studied as a function of the geometry of the compartment, the flow rate and type of fuel and the ventilation factor. An experimental compartment was built, and visualisations of the light emitted by the flame, and measurements of velocity, temperature and chemical composition were performed. A flame is stabilised by a triple flame at the interface between the ventilated zone in the lower part of the compartment and the unventilated zone above the level of the soffit. This reactive structure, together with the measurement of the area of the flame, allows the behaviour of the fire to be determined as a function of the experimental conditions. The flame is stable when the propagation velocity of the premixed flame is higher or equal to the velocity of the convective flow. Two combustion regimes are observed, one controlled by the available fuel (flowrate introduced), the other controlled by the air entering the compartment, occurring when the ventilation factor is low. The transition from this flame regime to involvement of flammable targets is studied.
Ce travail a pour but d'identifier les régimes de combustion se développant lors d'un feu de compartiment, la source de combustible étant située dans la zone piégée par un linteau. Le comportement de la flamme est étudié en fonction de la géométrie de l'enceinte, du débit et du type de combustible, et du facteur de ventilation. Une enceinte est réalisée, des visualisations de l'émission de la flamme, des mesures de vitesse, de température et de composition des espèces chimiques sont effectuées. Une flamme se stabilise à l'aide d'une flamme triple à l'interface entre les zones ventilées du compartiment et non ventilée au dessus du niveau du linteau. Cette structure réactive ainsi que la mesure d'aire de la flamme permet de dégager des comportements du feu en fonction des conditions expérimentales. La flamme est stable dès que la vitesse de propagation de la flamme prémélangée devient supérieure ou égale à la vitesse de convection naturelle. Deux régimes de combustion sont observés, l'un est contrôlé par le combustible disponible (fort débit injecté), l'autre par l'air entrant dans l'enceinte pour les faibles facteurs de ventilation. La transition de ce régime de flamme vers un embrasement de cibles combustibles est également abordée