Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

该方法的总体目标是阐明决定 chaparral crown 火灾中表面冠层相互作用程度的一些关键特征。这种方法可以帮助回答野火场中的关键问题，例如决定成功过渡并蔓延到树冠层的条件。该技术的主要优点是它能够测量表面燃料层和冠状燃料层的温度质量损失。

首先，通过将双弹簧门登山扣穿过夹紧螺钉端的针孔来修改四个 C 形夹。使用这些登山扣来悬挂 Crown 燃油床。使用一组不同的 C 形夹具，将每个载荷链计单元固定在风洞框架的顶部。

然后，将修改后的 C 夹连接到应变片单元的自由端，登山扣垂下。使用链条将 Crown 燃料床的平台连接到登山扣。将它们的电线连接到杂草石桥，该石桥将用于数据采集。

用防火绝缘材料（例如用于防火棚的那种）覆盖称重传感器。要获得校准常数 A，请将精密砝码钩到第一个称重传感器。使用输入数字字段将称重传感器增益设置为 128。

这对应于设备允许的最大值。然后，根据输出零处的权重读取信号输出。接下来，解开砝码以产生空载信号。

读取仪器界面中显示的新值。根据此处所示的方程计算校准常数。然后，在控制器界面中，用该值填写每个传感器的通道 M 值 A.To 找到偏移值 B，删除所有权重，读取输出校准 G 框中的值，并将该值乘以负 1。

结果数字是常数，B.将此数字输入到加法通道零 A 框中。对系统中的每个称重传感器重复这些校准步骤。从收集用于燃烧的燃料堆中，收集 3 到 4 瓶一品脱的燃料。

按照 Countryman 和 Dean 制定的程序，对样品进行烤箱干燥以获得适当的燃料水分含量。准备好后，从一束最近收获的 chamise 中修剪单个树枝，以去除死材料和直径大于四分之一英寸的树枝材料。将剩余的活性燃料材料放入容器中进行称重。

使用电子秤选择 2 公斤修剪过的 chamise 和 0.5 公斤的 excelsior。然后，将 0.5 公斤 excelsior 放在风漏斗地板的表面燃料床上，确保堆积密度尽可能均匀。接下来，拉开以使压实的 excelsior 蓬松并降低其堆积密度，使其容易燃烧。

将两公斤修剪过的 chamise 装载到悬挂在称重传感器上的平台上，以形成升高的燃料床。将 chamise 树枝均匀地铺在整个平台上，以产生均匀的燃料床。将 16 个热电偶阵列连接到数据记录器，响应时间为 0.9 秒。

将 6 个热电偶插入 20 厘米的 Crown 燃料层中，同时避免接触树枝。然后，将 10 个热电偶插入表面燃料层。将这些表面燃料热电偶相距 10 厘米放置，避免热电偶与树枝接触。

通过单击热电偶控制软件界面中的开始按钮激活数据记录。在风洞窗口上方每隔 10 厘米安装一个带有红色标记的视觉参考目标。接下来，放置用于摄影数据收集的照相机。

聚焦在风囱测试区域，调整相机的焦距，以捕捉整个垂直参考目标以及燃料床区域。然后，通过将摄像机与通用摄像机壁挂支架一起安装在墙上来设置摄像机，以提供风漏斗测试部分的完整视图。接下来，在速度控制器上将风洞的风扇速度设置为每秒 1 米。

然后，短暂打开风扇以确保其正常工作。关闭建筑物内的所有门，以确保屋顶通风口是排烟的唯一可能出口。然后，打开送风风扇，从建筑物外部的四层引入新鲜空气，并打开排气风扇，通过屋顶通风口排出烟雾。

在每次实验之前，使用湿球湿度计测量环境空气的相对湿度和温度。打开摄像机记录实验。然后，大声说出实验编号或代码、日期和实验配置，以便摄像机上的麦克风记录此信息。

接下来，通过勾选仪器控制界面中的启用数据记录选项，指示计算机工作人员开始数据记录。燃烧前，请确保所有建筑物的门都已关闭。燃料床点燃后，走出测试区并关闭隧道门。

当指示点燃时，用变性乙醇浸泡 excelsior 表面燃料床的前缘，然后将酒精瓶远离点火区。使用丁烷火炬，沿平行于燃料床前缘的一条直线点燃表面燃料床的末端。如果实验需要风，请打开风洞风扇。

记录整个持续时间的燃烧，该持续时间因设置和条件而异。利用视频数据，获得了冠部和表面火焰高度数据。此处显示的数据表示包含 wind 的实验。

在这些类型的实验中，火焰开始时很小，在靠近燃料床中间的地方变得更大，然后随着火焰越来越接近燃料床末端而随着时间的推移而衰减。通过使用应变片，可以确定燃料消耗率并显示整个燃烧过程中质量损失的演变。此处显示了表面层和冠层的质量损失百分比，以及总燃烧时间的百分比。

风会增加表面燃料层和冠状燃料层的质量损失率。无风案例平均需要 4 分半钟才能燃烧完成，而每秒 1 米的风案例只需两分半钟即可燃烧。一旦掌握，如果执行得当，这项技术可以在 30 到 40 分钟内完成。

在尝试此过程时，请务必记住正确校准冠场质量损失仪并修剪冠场，使其直径等于或低于四分之一英寸。可以遵循该程序的方法和使用，以回答有关辐射传热的其他问题。观看此视频后，您应该对如何测量决定 chaparral crown 火灾中表面和树冠层相互作用的一些关键参数有很好的了解。

在风漏斗尺度上处理火灾可能非常危险。采取预防措施，例如在进行实验时佩戴个人防护设备，包括防火服和防护眼镜。