Dieses Protokoll beschreibt Windkanal Experimente entwickelt, um den Übergang von einem Brand vom Boden auf die Kappe von Chaparral Sträuchern zu studieren.
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Methodenartikel
Windkanal-Experimente, Chaparral Krone Brände zu studieren
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Dieses Protokoll stellt eine Labortechnik entwickelt, um Chaparral Krone Feuer Zündung und Verbreitung zu studieren. Im Windkanal niedriger Geschwindigkeit Feuer wurden Experimente durchgeführt, wo zwei unterschiedliche Schichten des Kraftstoffs darzustellende Oberfläche und Krone Brennstoffe in Chaparral gebaut wurden. Chamise, ein gemeinsames Chaparral Strauch, umfasste die live Krone-Schicht. Die Oberflächenschicht tot Kraftstoff wurde mit Excelsior (zerkleinerte Holz) gebaut. Wir entwickelten eine Methode zur Masseverlust, Temperatur, Messen und Flamme Höhe für beide Brennstoffe lagen. Thermoelemente in jeder Schicht geschätzte Temperatur gelegt. Eine Videokamera erfasst die sichtbare Flamme. Nachbearbeitung von digitalem Bildmaterial ergab Flamme Eigenschaften einschließlich Höhe und Flamme Tilt. Eine benutzerdefinierte Krone Masseverlust Instrument eigenentwickelte gemessen die Entwicklung der Masse der Krone Schicht beim Brennen. Mittels der Technik abgestimmt-Theorie und anderen empirischen Studien Masse Verlust und Temperatur Trends erhalten. In dieser Studie stellen wir detaillierte experimentelle Verfahren und Informationen über die Instrumentierung verwendet. Die repräsentativen Ergebnisse für den Kraftstoff Masseverlust und Temperatur innerhalb der Brennstoff-Bett sind auch aufgenommen und diskutiert.
Einleitung
Im Jahr 2016 erlebt der US-Bundesstaat Kalifornien insgesamt 6.986 Waldbrände, verbrauchen 564.835 ha1, kostet Millionen von Dollar an Schaden, und das Wohlbefinden von Hunderten von Menschen zu riskieren. Wegen des regionalen mediterranen Klimas eine wichtige Energiequelle für diese Brände sind Chaparral Vegetation Gemeinden2. Feuer im Chaparral verbreiten kann einem Vollfeuer betrachtet werden, da als Brennstoff, der brennt erhöhten3ist. Mit dem überwiegend live Krone-Layer nebeneinander existieren, ist der tot Oberfläche Kraftstoff-Schicht, die besteht aus Guss Laub, Zweige und krautige Pflanze....
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Protokoll
Vorsicht: da mehrere Schritte in das folgende Protokoll Aktivitäten, die beteiligen zu Verletzungen führen können, sicherzustellen, dass die richtige persönliche Schutzausrüstung (PSA) nach den Standards der Sicherheitstechnik Protokolle einschließlich Brand verwendet wird widerstandsfähige Kleidung und Schutzbrillen.
1. Krone Kraftstoff Bed Load Cell Instrumentierung Setup
- ändern 4 C-Klemmen durch das Anbringen von dual Frühjahr Gate Karabiner (siehe Tabelle der Materialien) durch das Pin-Loch an der Klemme ' s Schraubenende (siehe ( Abbildung 2). Der Karabiner zu verwenden, um die....
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Ergebnisse
Krone und Oberfläche Flamme Höhendaten wurden von der video-Daten erhalten. Typische Flamme Höhe Trends für Experimente wird in Abbildung 6dargestellt. Flamme Höhe Verhalten gefolgt, die in Sun Et Al. gefunden 14
Abbildung 6: geschätzt Krone Flammenhöhe. Hier U
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Diskussion
Die Fähigkeit, die erhöhten Kraftstoffmasse während des Experiments zu messen war einer der wichtigsten Vorteile der hier vorgestellten Technik. Frühere Studien zu Chaparral Feuer konzentrierten sich auf entweder nur Krone Feuer Einleitung oder nur auf der Oberfläche verteilt, aber nicht beides. Solche Studien haben die Möglichkeit der Zündung in der Krone-Schicht quantifiziert und Studie der Ausbreitung für die künftige Arbeit23verlassen haben. Unsere Methodik ermöglicht eine Messung der Massever.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Danksagungen
Die Autoren möchten bestätigen, Benjamin Sommerkorn, Gabriel Dupont, Jake Eggan und Chirawat Sanpakit, die mit den hier vorgestellten Experimenten unterstützt. Jeanette Cobian Iñiguez räumt Unterstützung durch NASA MUREP institutionelle Forschung Gelegenheit (MIRO) Grant-Nummer NNX15AP99A. Diese Arbeit wurde auch von der USDA/Abschlussbedingung National Fire Plan durch eine Vereinbarung zwischen USDA Forest Service, PSW-Forschungsstation und der University of California - Riverside finanziert.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Windkanal-Instrumentierung | |||
| cDAQ-9178 CompactDAQ-Chassis | National Instruments | 781156-01 | |
| NI-9213 Temperatureingangsmodul der C-Serie | National Instruments | 785185-01 | |
| NI SignalExpress für Windows | National Instruments | 779037-35 | Neueste Version, ältere Version wird für das Experiment verwendet |
| Hochtemperatur-Nextel-isolierte Thermoelementelemente | Omega | XC-24-K-18 | |
| Thermoelement-Verlängerungsdraht mit polyvinylbeschichtetem Draht und verzinntem Kupfergeflecht | Omega | EXPP-K-24S-TCB-P | |
| Ultrahochtemperatur-Miniatursteckverbinder | Omega | SHX-K-M | |
| CompuTrac MAX 2000XL | Arizona Instruments | MAX-2000XL | Eingestelltes, neueres Modell Out |
| Kestrel 3000 Taschen-Wettermesser | Nielsen-Kellerman | 0830 | |
| Satorius CPA 34001S | Sartorius | 25850314 | Auslaufmodell |
| 5 kg Mikro-Wägezelle (X4) | Robotshop.com | RB-Phi-118 | Dehnungsmessstreifen-Wägezelle |
| Phidget PhidgetBridge Wheatstone Bridge Sensor Interface | Robotshop.com | RB-Phi-107 | Schnittstellen mit 4 Wägezellen, führt Signalverstärkung durch |
| #2 Edelstahl S-Biner (X4) | Home Depot | SB2-03-11 | Karabiner mit doppeltem Federverschluss Montieren Sie Wägezellen |
| 2 Zoll. Temperguss C-Clamp | Home Depot | # 4011 | Wird zur Montage von Wägezellen |
| Name | Company< | strong>Katalognummer | Kommentare< |
| strong>Persönliche Schutzausrüstung | |||
| Wildland Firefighter Nomex Shirt | GSA Vorteil | SH35-5648 | |
| Fireline 6 oz Wildland Fire Pants | GSA Advantage | 139702MR SEV16 | |
| Name | Company | Katalognummer | Kommentare |
| Kraftstoffe | |||
| Chamise | Ort gesammelt | N/A | |
| Naturzerkleinertes Holz Excelsior – Natural Coarse 50 lbs Bail | Paper Mart | 21-711-88 | |
| Bernzomatic UL100 Basic Propans Torch Kit | Home Depot | UL100KC | |
| Isopropylalkohol | Convenience Store | N/A | |
| Name | Company | Katalognummer | Kommentare |
| Video und Fotografie | |||
| Nikon D3000 10,2-MP DSLR-Kamera mit DX-Format-Sensor und 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR-Bildstabilisierungsobjektiv | |||
| Sony Handycam Camcorder DCR-SX85 | Amazon.com | DCR-SX85 | |
| Name | Company | Katalognummer | Comments |
| Software | |||
| NI LabView | National Instruments | Studentenversion Wird | für die Gerätesteuerung und -anbindung |
| verwendet MATLAB Studentenversion (MATLAB_R2014a) | Mathworks | Studentenversion | Wird für die Datennachbearbeitung einschließlich Bildverarbeitung verwendet |
Referenzen
- California Department of Forestry and Fire Protection. Incident Information, 2016. , Available from: http://cdfdata.fire.ca.gov/incidents/ (2016).
- Minnich, R. A. Fire mosaics in southern California and northern Baja California. Science. 219 (4590), 1287-1294 (1983).
- Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Weise, D. R.
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Nachdrucke und Genehmigungen
