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Erschienen in: Fire Technology 2/2024

23.07.2022

Extinction of Wood Fire: Modeling Smoldering and Near-Limit Flame Under Irradiation

verfasst von: Shaorun Lin, Xinyan Huang

Erschienen in: Fire Technology | Ausgabe 2/2024

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Abstract

Timber, as renewable and carbon–neutral construction material, has gained a new renaissance for tall buildings to meet the initiatives of sustainable construction, but their fire safety is still a major concern. Previously, we identified a unique combustion mode showing a near-limit flame that is weak, blue, discrete and tends to attach to the hot smoldering wood residue surface. Such a flame is an intermediate combustion mode between the typical yellow wood flame and pure smoldering and occurs when the irradiation is above 40 kW/m2. This work proposes two numerical models based on the open-source code Gpyro and FDS to reproduce the solid-phase smoldering and the gas-phase near-limit flame, respectively. The solid-phase model demonstrates that the gaseous fuels for the near-limit flame mainly come from the pyrolysis of lignin that is maintained by the heat evolved from the internal char oxidation and external heating. The gas-phase model demonstrates the necessity of a hot surface and a small critical mass flux to maintain a near-limit flame that has a limited buoyancy effect. Finally, different flame regimes are obtained by the numerical simulations and summarized as a function of the fuel surface temperature and gaseous fuel mass flux. This is the first time that comprehensive models have been used to reveal the underlying mechanisms for smoldering-assisted flame, so it provides a better understanding of fire dynamics and helps evaluate the fire risk of timber materials under real fire scenarios.

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Literatur
16.
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Zurück zum Zitat McGrattan K, Hostikka S, McDermott R et al (2013) Fire dynamics simulator technical reference guide volume 1: mathematical model. NIST Spec Publ 1018:175 McGrattan K, Hostikka S, McDermott R et al (2013) Fire dynamics simulator technical reference guide volume 1: mathematical model. NIST Spec Publ 1018:175
Metadaten
Titel
Extinction of Wood Fire: Modeling Smoldering and Near-Limit Flame Under Irradiation
verfasst von
Shaorun Lin
Xinyan Huang
Publikationsdatum
23.07.2022
Verlag
Springer US
Erschienen in
Fire Technology / Ausgabe 2/2024
Print ISSN: 0015-2684
Elektronische ISSN: 1572-8099
DOI
https://doi.org/10.1007/s10694-022-01295-2

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