Artículo de método

Experimentos de túnel de viento para estudiar fuegos de corona de Chaparral

DOI:

10.3791/56591

⸱

14 de noviembre de 2017

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1Department of Mechanical Engineering, University of California, Riverside, 2Pacific Southwest Research Station, USDA Forest Service

En este artículo

Resumen

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Este protocolo describe el túnel de viento de experimentos diseñados para estudiar la transición de un fuego de la tierra a las copas de los arbustos de chaparral.

Resumen

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El presente Protocolo presenta una técnica de laboratorio diseñada para estudiar la propagación y chaparral corona fuego encendido. Se realizaron experimentos en un túnel de viento de fuego de baja velocidad donde dos capas distintas de combustible fueron construidas para representar la superficie y corona combustibles en chaparral. Chamise, un arbusto común de chaparral, compuesto por la capa corona vivo. La capa superficial de combustible muerto se construyó con excelsior (madera rallada). Hemos desarrollado una metodología para medir la pérdida de masa, temperatura y altura para ambas capas de combustible de la llama. Termopares colocan en cada capa calculada la temperatura. Una cámara de video captó la llama visible. Post-proceso de imágenes digitales rindió flama incluyendo inclinación altura y llama. Un instrumento de la pérdida de masa de corona personalizado desarrollado mide la evolución de la masa de la capa de la corona durante la quemadura. Tendencias de temperatura y pérdida de masa obtienen usando la teoría de la técnica emparejado y otros estudios empíricos. En este estudio, presentamos los procedimientos experimentales detallados e información sobre la instrumentación utilizada. Resultados representativos para la tasa de pérdida de masa de combustible y la temperatura dentro de la cama de combustible también se incluyen y discuten.

Introducción

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En 2016, el estado de California experimentó un total de 6.986 incendios forestales, consumo 564.835 acres1, cuesta millones de dólares en daños y arriesgando el bienestar de cientos de personas. Debido a su clima mediterráneo regional, una fuente de combustible importante para estos fuegos son de las comunidades de vegetación de chaparral2. Fuego en chaparral puede considerarse un incendio ya que el principal combustible que se quema es elevado3. Coexistencia con la capa predominante vivo de corona, es la capa de combustible muerta superficial, que consiste en fundido follaje, ramas y plantas her....

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Protocolo

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PRECAUCIÓN: como varios pasos en el siguiente protocolo relacionados con actividades que tienen el potencial de causar lesiones, asegúrese de que el equipo de protección personal apropiado (PPE) se utiliza siguiendo los protocolos de seguridad establecidos incluyendo fuego ropa y gafas protectoras.

1. corona combustible cama carga celular configuración de instrumentación

  1. 4 modificar las abrazaderas en C colocando doble resorte Mosquetones de cierre (véase Tabla de materiales) a través del agujero en la abrazadera de ' final del tornillo de s (véase figura 2). Utilice los mosquetone....

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Resultados

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Corona y llama superficie altura datos se obtuvieron de los datos de vídeo. Tendencias de altura llama típico para los experimentos se presenta en la figura 6. Llama altura comportamiento seguido que se encuentra en Sun et al. 14

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Figura 6: calcula la altura de la llama corona.......

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Discusión

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La capacidad de medir la masa de combustible elevado durante todo el experimento fue una de las principales ventajas de la técnica presentada aquí. Fuego del chaparral de abordar los estudios anteriores se han centrado en cualquier iniciación de fuego corona sólo o solamente en la superficie de extensión, pero no ambos. Tales estudios han cuantificado la posibilidad de ignición de la capa de la corona y han dejado el estudio de propagación para la labor futura23. Nuestra metodología permite medici.......

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Divulgaciones

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Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

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Los autores desean reconocer Benjamin Sommerkorn, Gabriel Dupont, Jake Eggan y Chirawat Sanpakit que con los experimentos aquí presentados. Iñiguez Cobian Jeanette agradece apoyo por número de autorización de la NASA MUREP institucional investigación oportunidad (MIRO) NNX15AP99A. Este trabajo fue financiado también por el USDA/USDI Plan Nacional de fuego a través de un acuerdo entre el servicio forestal del USDA, centro de investigación de PSW y la Universidad de California - Riverside.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Instrumentación de túnel de viento
cDAQ-9178 Chasis CompactDAQNational Instruments781156-01
NI-9213 Módulo de entrada de temperatura de la serie CNational Instruments785185-01
NI SignalExpress para WindowsNational Instruments779037-35 La versión más reciente, la versión anterior utilizada para el experimento
Elementos de termopar aislados Nextel de alta temperaturaOmegaXC-24-K-18
Cable de extensión de termopar con alambre recubierto de polivinilo y trenza de cobre estañadoOmegaEXPP-K-24S-TCB-P
Conectores miniatura de ultra alta temperaturaOmega SHX-K-M
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NombreCompanyNúmero de catálogoComentarios
Fuels
ChamiseRecogido in situN/A
Madera natural triturada Excelsior – Fianza gruesa natural de 50 librasPaper Mart21-711-88
Bernzomatic UL100 Kit básico de antorcha de propanoHome DepotUL100KC
convenienciaalcohol isopropílicoN/A
NameCompanyNúmero de catálogoComments
Video y Fotografía
Cámara DSLR Nikon D3000 de 10.2 MP con sensor de formato DX y 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR Lente
Handycam Videocámara Sony Handycam DCR-SX85 Amazon.comDCR-SX85
Name>CompanyNúmero de catálogo>Comentarios
Software
NILabView National InstrumentsStudent VersionUtilizado para el control de instrumentos y la interfaz
MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a)MathworksStudent Version Se utiliza para el posprocesamiento de datos, incluido el procesamiento de imágenes
Tienda de dede estabilización de imagen Sony

Referencias

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  1. California Department of Forestry and Fire Protection. Incident Information, 2016. , Available from: http://cdfdata.fire.ca.gov/incidents/ (2016).
  2. Minnich, R. A. Fire mosaics in southern California and northern Baja California. Science. 219 (4590), 1287-1294 (1983).
  3. Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Weise, D. R.

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P rdida de masa de combustiblecapa de combustible superficialcapa de combustible de copamedici n de temperatura con termoparan lisis de la altura de la llamacalibraci n de extensi metroscombustible de chamiza excelsiorpropagaci n de la ignici n del fuego

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