Windkanal-Experimente, Chaparral Krone Brände zu studieren

Das übergeordnete Ziel dieser Methodik ist es, einige der Schlüsselmerkmale zu klären, die den Grad der Wechselwirkung zwischen der Oberflächenkronenschicht bei Chaparralkronenbränden bestimmen. Diese Methode könnte dazu beitragen, wichtige Fragen im Bereich der Waldbrände zu beantworten, wie z. B. die Bedingungen, die einen erfolgreichen Übergang und eine erfolgreiche Ausbreitung in die Kronenschicht bestimmen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie die Messung des Massenverlusts in der Temperatur sowohl für die Oberflächenbrennstoffschicht als auch für die Kronenbrennstoffschicht ermöglicht.

Modifizieren Sie zunächst vier C-Klemmen, indem Sie doppelte Federklinkenkarabiner durch das Nadelloch am Ende der Klemmschraube befestigen. Verwenden Sie diese Karabiner, um das Kronen-Kraftstoffbett aufzuhängen. Befestigen Sie jede Messzelle mit einem anderen Satz C-Klemmen am oberen Teil des Windkanalrahmens.

Befestigen Sie dann die modifizierten C-Klemmen mit den Karabinern nach unten hängend am freien Ende der DMS-Zellen. Verwenden Sie Ketten, um die Plattform für das Kronenkraftstoffbett mit einem Karabiner zu verbinden. Verbinden Sie ihre Drähte mit der Weed-Steinbrücke, die für die Datenerfassung verwendet wird.

Decken Sie die Wägezellen mit feuerisolierendem Material ab, wie es für Brandschutzräume verwendet wird. Um die Kalibrierkonstante A zu erhalten, hängen Sie Präzisionsgewichte an die erste Wägezelle an. Stellen Sie die Verstärkung der Wägezelle mit dem Eingabenummernfeld auf 128 ein.

Dies entspricht dem vom Gerät zugelassenen Maximalwert. Lesen Sie dann den Signalausgang als Reaktion auf das Gewicht am Ausgang Null ab. Haken Sie anschließend das Gewicht aus, um ein Leerlaufsignal zu erzeugen.

Lesen Sie den neuen Wert ab, der in der Benutzeroberfläche des Geräts angezeigt wird. Berechnen Sie die Kalibrierkonstante basierend auf der hier gezeigten Gleichung. Füllen Sie dann in der Controller-Schnittstelle den M-Wert des Kanals für jeden Sensor mit dem Wert aus, A.To den Offset-Wert B zu finden, entfernen Sie alle Gewichte, lesen Sie den Wert in der kalibrierten G-Box der Ausgänge ab und multiplizieren Sie diesen Wert mit einem negativen Wert.

Die resultierende Zahl ist die Konstante B.Geben Sie diese Zahl in das Feld Additionskanal Null A ein. Wiederholen Sie diese Kalibrierungsschritte für jede Wägezelle, die Teil des Systems ist. Sammeln Sie von dem Haufen Brennstoff, der zum Verbrennen gesammelt wurde, drei bis vier Flaschen mit einem Pint Brennstoff.

Befolgen Sie die von Countryman und Dean beschriebenen Verfahren, trocknen Sie die Proben im Ofen, um den richtigen Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffs zu erhalten. Wenn Sie fertig sind, schneiden Sie die einzelnen Äste aus einem Bündel kürzlich geernteter Chamise, um abgestorbenes Material und Astmaterial mit einem Durchmesser von mehr als einem Viertelzoll zu entfernen. Legen Sie das restliche lebende Brennmaterial zum Wiegen in den Behälter.

Wählen Sie mit einer elektronischen Waage zwei Kilogramm der abgeschnittenen Chamise und 0,5 Kilogramm Excelsior aus. Anschließend werden 0,5 Kilogramm Excelsior auf das Oberflächenbrennstoffbett auf dem Boden des Windtrichters gelegt, wobei darauf geachtet wird, dass die Schüttdichte so gleichmäßig wie möglich ist. Ziehen Sie es dann auseinander, um das verdichtete Excelsior aufzulockern und seine Schüttdichte zu verringern, damit es leicht verbrennt.

Laden Sie zwei Kilogramm beschnittene Chamise auf die Plattform, die an den Wägezellen hängt, um das erhöhte Kraftstoffbett zu schaffen. Verteilen Sie die Chamise-Äste gleichmäßig über die gesamte Plattform, um ein gleichmäßiges Brennstoffbett zu erhalten. Verbinden Sie ein Array von 16 Thermoelementen mit einer Reaktionszeit von 0,9 Sekunden mit einem Datenlogger

Setzen Sie sechs der Thermoelemente im Abstand von 20 Zentimetern in die Kronenbrennstoffschicht ein, wobei Sie den Kontakt mit Ästen vermeiden sollten. Setzen Sie dann 10 Thermoelemente in die Oberflächenkraftstoffschicht ein. Platzieren Sie diese Thermoelemente für Oberflächenbrennstoffe in einem Abstand von 10 Zentimetern und vermeiden Sie den Kontakt von Thermoelementen mit Ästen.

Aktivieren Sie die Datenprotokollierung, indem Sie auf die Schaltfläche Start in der Benutzeroberfläche der Thermoelementsteuerungssoftware klicken. Montieren Sie ein visuelles Referenzziel mit roten Markierungen im Abstand von 10 Zentimetern über dem Windkanalfenster. Platzieren Sie als Nächstes Kameras für die fotografische Datenerfassung.

Fokussieren Sie sich auf den Testbereich des Windtrichters und stellen Sie den Fokus der Kamera so ein, dass das gesamte vertikale Referenzziel sowie der Bereich des Kraftstoffbetts erfasst werden. Richten Sie dann eine Videokamera ein, indem Sie sie mit der universellen Kamera-Wandhalterung an der Wand montieren, um eine vollständige Sicht auf den Windtrichter-Testabschnitt zu erhalten. Stellen Sie als Nächstes die Lüftergeschwindigkeit des Windkanals auf dem Geschwindigkeitsregler auf einen Meter pro Sekunde ein.

Schalten Sie dann den Lüfter kurz ein, um sicherzustellen, dass er ordnungsgemäß funktioniert. Schließen Sie alle Türen im Gebäude, um sicherzustellen, dass die Dachlüfter der einzig mögliche Ausgang für die Rauchabsaugung sind. Schalten Sie dann die Zuluftventilatoren ein, um Frischluft von außerhalb des Gebäudes auf vier Ebenen einzubringen, und schalten Sie die Abluftventilatoren ein, um den Rauch durch die Dachöffnungen abzuleiten.

Verwenden Sie vor jedem Experiment ein Feuchtkugelhygrometer, um die relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Umgebungsluft zu messen. Schalten Sie die Videokamera ein, um das Experiment aufzuzeichnen. Sprechen Sie dann die Versuchsnummer oder den Code, das Datum und die Versuchskonfiguration laut aus, damit das Mikrofon der Videokamera diese Informationen aufzeichnet.

Weisen Sie anschließend das Computerteam an, mit der Datenprotokollierung zu beginnen, indem Sie die Option Datenprotokollierung aktivieren in der Instrumentensteuerungsschnittstelle aktivieren. Vergewissern Sie sich vor dem Verbrennen, dass alle Gebäudetüren geschlossen sind. Sobald das Brennstoffbett gezündet ist, verlassen Sie die Teststrecke und schließen Sie die Tunneltür.

Wenn Sie zum Zünden aufgefordert werden, tränken Sie die Vorderkante des Oberflächenkraftstoffbetts von Excelsior mit denaturiertem Ethylalkohol und stellen Sie die Alkoholflasche dann außerhalb der Zündzone auf. Das Ende des Oberflächenbrennstoffbetts mit einem Butanbrenner in einer Linie parallel zur Vorderkante des Brennstoffbetts entzünden. Wenn für das Experiment Wind benötigt wird, schalten Sie den Windkanalventilator ein.

Nehmen Sie die Verbrennung während der gesamten Dauer auf, die je nach Einrichtung und Bedingungen variiert. Anhand von Videodaten wurden die Daten zur Kronen- und Oberflächenflammenhöhe erhalten. Die hier gezeigten Daten stellen ein Experiment dar, das Wind einbezieht.

Bei dieser Art von Experimenten beginnt die Flamme klein, wird in der Nähe der Mitte des Brennstoffbetts größer und zerfällt mit der Zeit, wenn sich die Flammen dem Ende des Brennstoffbetts nähern. Durch den Einsatz der Dehnungsmessstreifen können die Kraftstoffverbrauchsraten bestimmt werden und die Entwicklung des Massenverlustes während der gesamten Verbrennung dargestellt werden. Hier wird der prozentuale Massenverlust sowohl für die Oberflächen- als auch für die Kronenschicht im Vergleich zum Prozentsatz der Gesamtbrenndauer angezeigt.

Wind erhöht die Massenverlustrate sowohl für die Oberflächen- als auch für die Kronenbrennstoffschicht. Bei Windstille dauerte es durchschnittlich viereinhalb Minuten, bis die Verbrennung abgeschlossen war, und bei Windgeschwindigkeiten von einem Meter pro Sekunde dauerte es nur zweieinhalb Minuten. Einmal gemeistert, kann diese Technik in 30 bis 40 Minuten abgeschlossen werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.

Bei diesem Verfahren ist es wichtig, daran zu denken, das Kronenfeld-Massenverlust-Instrument richtig zu kalibrieren und die Kronenfelder so zu trimmen, dass sie einen Durchmesser von oder unter einem Viertelzoll haben. Die Methodik und Anwendung dieses Verfahrens könnte durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zur Strahlungswärmeübertragung zu beantworten. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie einige der Schlüsselparameter messen können, die die Wechselwirkung zwischen Oberfläche und Kronenschicht bei Chaparral-Kronenbränden bestimmen.

Die Arbeit mit Feuer an Windtrichterschuppen kann äußerst gefährlich sein. Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen persönlicher Schutzausrüstung, einschließlich feuerfester Kleidung und Schutzbrillen, sollten bei der Durchführung von Experimenten getroffen werden.