Name: Expériences de soufflerie pour étudier des feux de cimes de Chaparral (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 27 s
Description: Découvrez les expériences de soufflerie pour étudier la transition du feu vers la cime des arbustes de chaparral. Cette méthode permet de mesurer la perte de masse et la température pour améliorer la gestion des incendies.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Les auteurs tiennent à remercier Benjamin Sommerkorn, Gabriel Dupont, Jake Eggan et Chirawat Sanpakit qui ont aidé aux expériences présentées ici. Jeanette Iñiguez Cobian reconnaît la prise en charge par le numéro de licence d’occasion recherche institutionnelle (MIRO) de la NASA MUREP NNX15AP99A. Ce travail a également été financé par le Plan National de feu de USDA/USDI grâce à une entente entre l’USDA Forest Service, Station de recherche de PSW et l’Université de Californie - Riverside.

mise en garde : comme plusieurs étapes dans le protocole suivant comportent des activités qui ont le potentiel de causer un dommage, veiller à ce que le bon équipement de protection individuelle (EPI) est utilisé à la suite de protocoles de sécurité dont le feu vêtements résistants et des lunettes de protection.
 1. Couronne carburant Bed Load Cell Instrumentation Setup <ol><li>serre-joints en C-4 modifier par double ressort porte mousquetons (voir Table des matières) dans le trou de la broche à la pince de fixation ' fin de vis s (voir la figure 2). Utilisez les mousquetons pour suspendre le lit de carburant Couronne.</li>
	<li>En utilisant un ensemble différent de C-pinces, fixez chaque capteur de jauge de contrainte à la partie supérieure de l’armature de la soufflerie (voir Figure 2).</li>
	<li>Attach modifié C-pinces à l’extrémité libre des cellules jauge de contrainte, avec les mousquetons pendant vers le bas. Attachez les chaînes à la plate-forme pour le lit de carburant Couronne.</li>
	<li>Pour suspendre la plateforme de lit de carburant Couronne de l’armature de la soufflerie, relier chacune des chaînes de lit Couronne carburant à un mousqueton.</li>
	<li>Une fois que chacune des cellules de quatre charge sont complètement monté et raccordé sur le lit de carburant, brancher leurs fils jusqu’au pont de Wheatstone qui sera utilisé pour l’acquisition de données. Couvrir les pesons avec feu isolant, tels que le type utilisé pour les refuges incendie.</li>
</ol> <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig2.jpg"> figure 2 : soufflerie Couronne carburant lit load cell instrumentation. (a) vue de face soufflerie (b) mise à jour le C-clamp avec mousqueton et Couronne carburant lit la chaîne qui prend en charge le lit de carburant de couronne. (c) charge cellule attaché à l’armature de la soufflerie à l’aide d’une pince en C. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig2large.jpg" target="_blank"> s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
 2. étalonnage de la cellule de charge Remarque : le signal produit par les cellules de pesage est converti en une masse équivalente à travers : <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq2.jpg"> 
où V est le signal, généralement en millivolts, A et B sont des constantes à déterminer par le biais de calibrage, et m représente la masse en grammes. Tous les paramètres dans l’équation (2) sont obtenues par le biais de l’interface de contrôle instrument personnalisé développé pour l’instrumentation de masse de couronne dans le présent protocole. Lorsque l’utilisation du système, le poids de précision sont utilisées pour étalonner le signal de cellule de charge. Constantes d’étalonnage A et B seront obtenus fondée sur le signal produit lors de la mesure de la charge de ces poids de précision. La constante A est calculée à partir : <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq3.jpg"> m t étant un la masse des poids de précision du procès, un w est le signal produit par le poids chargé sur le peson, alors qu’un w, o correspond au signal produit lorsqu’aucun poids n’est appliqué sur le peson.
<ol><li>Pour obtenir le calibrage constant A, poids de précision de crochet (une bonne gamme serait de 200 à 500 g) à la première cellule de charge. Utiliser la masse des poids précision comme paramètre m t dans l’équation (3).</li>
	<li>La valeur du gain de cellule de charge 128 en utilisant le champ de # entrée comme illustré à la Figure 3 b, i.1. Cela correspond à la valeur maximale autorisée par le dispositif.</li>
	<li>Lire le signal de sortie en sortie 0 depuis l’interface de l’instrument (voir Figure 3 b, i2). Il s’agit de paramètre un w dans l’équation (3).</li>
	<li>Décrocher le poids, puis lire la nouvelle valeur affichée dans l’interface de l’instrument ( Figure 3 b, i2). Il s’agit de paramètre un w, o.</li>
	<li>Calculer A basé sur les paramètres (m, t , un w, un o, o) obtenu en étapes 2.1 à 2.4 et les équations présentées.</li>
	<li>Dans l’interface de contrôleur, renseignez le Ch 0 M valeur pour chaque capteur avec la valeur A obtenu à l’étape précédente.</li>
	<li>Pour trouver la valeur de décalage, B, retirez tous les poids, lire la valeur dans la ' sorties calibré (g) ' boîte (voir la Figure 3C i2), multipliez cette valeur par -1. Le résultat est constante B, tapez ce numéro dans le " plus " Ch 0-A box (voir la Figure 3C, i.3).</li>
	<li>Répétez les étapes 2.3-2.8 pour chaque cellule de pesage (0, 1, 2, 3), le système est maintenant entièrement calibré ; procéder pour charger les lits de carburant avec les carburants de.</li>
</ol> <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig3.jpg"> figure 3 : données d’interface Instrument contrôle entrée étapes pour peson étalonnage. (un) fenêtre de paramétrage initial de Bridge avec réglage de gain et activez la case (b), à la fenêtre pour la première phase de l’étalonnage de cellule de charge (c) fenêtre pour la deuxième phase de l’étalonnage de cellule de charge (d), à la fenêtre pour la fin phase d’étalonnage de cellule de charge, le fichier est enregistré ici et enregistrement de données a été démarré. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig3large.jpg" target="_blank"> s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
 3. préparation de Chaparral et Excelsior carburant lits Remarque : chaque expérience utilise 2 kg de chamise direct et 0,5 kg d’excelsior (bois déchiqueté de tremble).
<ol><li>De la pile de carburant recueilli pour la gravure, recueillir plusieurs pintes 1 bouteilles de carburant (3-4 bouteilles).
	<ol><li>Suivre les procédures délimités par Countryman et Dean d’échantillons secs four et obtenir le carburant l’humidité contenu 30.</li>
	</ol></li> <li>Couper les branches individuelles dans un groupe de chamise récemment récolté pour enlever la matière morte et matériel de branche plu de ¼ de pouce de diamètre. Placer le matériel direct carburant restant dans le récipient pour le pesage.</li>
	<li>Sélectionner 2 kg de la chamise Paré et 0,5 kg d’excelsior à l’aide d’une balance électronique. Placez 0,5 kg d’excelsior sur la plateforme de lit surface combustible sur le sol de soufflerie, veiller à ce que la masse volumique est aussi uniforme que possible. Cela en plaçant une quantité connue d’excelsior sur une profondeur de célèbre domaine.</li>
	<li>Pull apart (peluches) l’excelsior compacté pour diminuer sa masse volumique, donc il va brûler facilement. 2 kg de chamise taillée sur la plate-forme pendent les pesons pour créer le lit de carburant élevée de charge. Diffuser uniformément les branches chamise sur toute la plate-forme pour produire un lit uniforme carburant.</li>
</ol> 4. Arrangement de thermocouple Remarque : thermocouples de Type K sont utilisés pour mesurer la température de deux lits de carburant. Les données sont collectées grâce à un système d’acquisition de données contrôlé avec un utilisateur graphique personnalisée de l’interface (voir le tableau des matériaux pour les logiciels de conception de contrôleur). Les thermocouples recommandés pour une utilisation sont 24 thermocouples AWG avec un temps de réponse de 0,9 s.
<ol><li>Raccorder un tableau de seize ans 24 thermocouples AWG (diamètre du conducteur : mm 0,51054) à un enregistreur de données (temps de réponse : 0,9 s).</li>
	<li>Insérer 6 thermocouples dans la couche de combustible de couronne. Placez ces thermocouples de 20 cm de distance et éviter tout contact des thermocouples avec branches. Insérez 10 thermocouples dans la couche de surface combustible. Placez ces thermocouples de combustibles de surface 10 cm apart et éviter tout contact des thermocouples avec branches (voir Figure 4).</li>
	<li>Activer la journalisation de données en cliquant sur le " Start " bouton dans l’interface de logiciel de contrôle de thermocouple.</li>
</ol> <img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig4.jpg"> figure 4 : diagramme de surface et Couronne carburant lits avec tableau de thermocouple emplacement. Ici 6 thermocouples ont été insérés dans la couche de combustible de couronne 20 cm indépendamment de l’autre. 10 thermocouples ont été insérés dans la couche de surface combustible espacées de 10 cm. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig4large.jpg" target="_blank"> s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
 5. image Acquisition Setup <ol><li>Mont le visuel la cible de référence qui a des marques rouges à intervalles de 10 cm au-dessus de la fenêtre de la soufflerie. Utilisez cet objectif comme référence pour déterminer la hauteur de la flamme de l’expérience vidéo. 
	NOTE : Hauteurs de flamme d’échantillon sont présentés dans la Figure 5.</li>
	Collection de <li>de données photographiques. En se concentrant sur la zone de test de soufflerie, ajuster le focus de la caméra afin de bien saisir la cible de référence verticale complète ainsi que la zone de lit carburant.</li>
	<li>Collecte de données de caméra vidéo d’installation. Monter la caméra vidéo avec une caméra universel mural sur le mur pour fournir une vue complète de la section test de soufflerie.</li>
</ol> <img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig5.jpg"> figure 5 : photographie des hauteurs de flamme échantillon d’une expérience typique. La cible visuelle bleue avec marquage rouge sert de référence pour déterminer la hauteur de la flamme de la vidéo de l’expérience. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig5large.jpg" target="_blank"> s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
 6. flow Setup Remarque : la soufflerie est équipée d’un ventilateur à vitesse variable. Le débit d’air en soufflerie a été précédemment calibré à la vitesse du ventilateur. Pour atteindre la vitesse du vent désirée, la vitesse de rotation ventilateur (en Hz) est sélectionnée. Dans ces expériences, on a étudié sans vent et cas de flux pour le vent 1 m/s.
<ol><li>Régler la vitesse du ventilateur à 1 m/s sur le régulateur de vitesse. Allumez le ventilateur afin d’assurer qu’il fonctionne correctement.</li>
	<li>Désactiver le ventilateur. Il est maintenant prêt à l’emploi. 
	Remarque : Le bâtiment de burn est conçu pour mener des expériences de feu en toute sécurité tout en évacuant la fumée de l’espace de travail. Aviser les autorités locales incendie que les expériences sont menées pour éliminer l’occurrence de fausses alarmes.</li>
	<li>Fermer toutes les portes dans le bâtiment pour s’assurer que les évents de toiture sont la seule sortie pour l’évacuation de la fumée.</li>
	<li>Allumez l’alimentation en air fans à apporter dans l’air frais provenant de l’extérieur du bâtiment au niveau du plancher. Allumez les ventilateurs pour évacuer la fumée à travers les évents de toiture. 
	Remarque : Vous établirez une faible vitesse, le débit d’air de volume élevé d’à l’extérieur de l’édifice qui s’élève verticalement en raison de la différence de pression légère et les ouvertures de toit.</li>
	<li>Avant chaque expérience, utilisez un hygromètre thermomètre mouillé pour mesurer l’humidité relative et la température de l’air ambiant.</li>
</ol> 7. Allumage (mettre en œuvre simultanément à l’étape 8) Remarque : le processus d’allumage devrait être effectué comme suit par le membre d’équipage d’allumage. Pour une sécurité accrue, il est recommandé qu’un deuxième membre d’équipage demeurent près de la zone de test lors de l’allumage.
<ol><li>Quand vous êtes invité à ' feu ', tremper le bord d’attaque du lit excelsior surface combustible avec l’alcool éthylique dénaturé. Placez la bouteille d’alcool de la zone d’allumage et à l’aide d’une torche butane, enflammer l’extrémité du lit surface combustible dans une ligne parallèle au bord du lit de combustible. Soyez attentif car le carburant imbibé d’alcool s’enflammera facilement.</li>
	<li>Une fois le lit de carburant a été allumé, sortez de la section d’essai et fermer la porte de tunnel. Si le vent est requis pour l’expérience, allumez le ventilateur de soufflerie.</li>
</ol> 8. Lancer exécuter expérimental Remarque : après vérification de l’expérience est correctement configuré, les caméras devraient être commencées.
<ol><li>Allumez la caméra vidéo pour enregistrer.</li>
	<li>Parler à haute voix l’expérience numéro/code, la date et configuration expérimentale pour le microphone de la caméra vidéo enregistre ces informations.</li>
	<li>Demander à l’équipage de l’ordinateur pour commencer l’enregistrement de données en cochant le " activer la journalisation de données " option dans l’interface des instruments de contrôle (voir Figure 3d, i.1). Demander à la personne de contact pour enflammer le carburant. Une fois que le membre d’équipage d’allumage quitte la soufflerie, instruire le membre d’équipage de vent pour démarrer le ventilateur de soufflerie. Ce sera le début de l’expérience où le temps est zéro (t = 0).</li>
</ol>

<ol><li>California Department of Forestry and Fire Protection. Incident Information, 2016. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://cdfdata.fire.ca.gov/incidents/">http://cdfdata.fire.ca.gov/incidents/</a> (2016).</li>
<li>Minnich, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fire+mosaics+in+southern+California+and+northern+Baja+California%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Fire mosaics in southern California and northern Baja California.</a> Science. 219 (4590), 1287-1294 (1983).</li>
<li>Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Weise, D. R. <a target="_blank" href="http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.1005.7175&rep=rep1&type=pdf">Experimental modelling of crown fire initiation in open and closed shrubland systems.</a> Int. J. Wildl. Fire. 23 (4), 451-462 (2014).</li>
<li>Rothermel, R. C., Philpot, C. W. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/48635">Predicting changes in chaparral flammability.</a> J. For. 71 (10), 640-643 (1973).</li>
<li>Van Wagner, C. E. <a target="_blank" href="https://www.snap.uaf.edu/webshared/JenNorthway/AKFireModelingWorkshop/AKFireModelingWkshp/FSPro%20Analysis%20Guide%20References/VanWagner%201977%20Conditions%20for%20the%20start.pdf">Conditions for the start and spread of crown fire.</a> Can. J. For. Res. 7, 23-34 (1977).</li>
<li>Fons, W. L. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/260376520_W_L_Fons_Analysis_of_fire_spread_in_light_fuels_Journal_of_Agricultural_Research_7293--121_1946">Analysis of Fire Spread in Light Forest Fuels.</a> J. Agric. Res. (3), (1946).</li>
<li>Lozano, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22An+investigation+of+surface+and+crown+fire+dynamics+in+shrub+fuels++%5B%5D%22">An investigation of surface and crown fire dynamics in shrub fuels [dissertation]</a>. , University of California-Riverside. 222 (2011).</li>
<li>Weise, D., Zhou, X., Sun, L., Mahalingam, S. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/34817">Fire spread in chaparral-'go or no-go?'.</a> Int. J. Wildl. Fire. 14, 99-106 (2005).</li>
<li>Cruz, M. G., Butler, B. W., Alexander, M. E., Forthofer, J. M., Wakimoto, R. H. <a target="_blank" href="https://cfs.nrcan.gc.ca/publications?id=26054">Predicting the ignition of crown fuels above a spreading surface fire. Part I: Model idealization.</a> Int. J. Wildl. Fire. 15 (1), 47-60 (2006).</li>
<li>Cruz, M. G., Butler, B. W., Alexander, M. E., Forthofer, J. M., Wakimoto, R. H. <a target="_blank" href="ftp://ftp.nofc.forestry.ca/pub/fire/Alexander/USFS_RD_WildlandFireReview/references/cruz_butler_alexander_2006.pdf">Predicting the ignition of crown fuels above a spreading surface fire. Part II: Model idealization.</a> Int. J. Wildl. Fire. 15 (1), 47-60 (2006).</li>
<li>Li, J., Mahalingam, S., Weise, D. R. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/53603">Experimental investigation of fire propagation in single live shrubs.</a> Int. J. Wildl. Fire. 26 (1), 58-70 (2017).</li>
<li>Byram, G. M. <a target="_blank" href="https://www.frames.gov/catalog/9652">Combustian of Forest Fuels.</a> For. Fire Control Use. , 61-89 (1959).</li>
<li>Dupuy, J. L., Maréchal, J., Morvan, D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010218003001470">Fires from a cylindrical forest fuel burner: Combustion dynamics and flame properties.</a> Combust. Flame. 135 (1-2), 65-76 (2003).</li>
<li>Sun, L., Zhou, X., Mahalingam, S., Weise, D. R. <a target="_blank" href="https://www.fs.usda.gov/treesearch-beta/pubs/34818">Comparison of burning characteristics of live and dead chaparral fuels.</a> Combust. Flame. 144 (1-2), 349-359 (2006).</li>
<li>Fletcher, T. H., Pickett, B. M., et al. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/30610">Effects of Moisture on Ignition Behavior of Moist California Chaparral and Utah Leaves.</a> Combust. Sci. Technol. 179 (6), 1183-1203 (2007).</li>
<li>Engstrom, J. D., Butler, J. K., Smith, S. G., Baxter, L. L., Fletcher, T. H., WEISE, D. R. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00102200490474278">Ignition Behavior of Live California Chaparral Leaves.</a> Combust. Sci. Technol. 176 (9), 1577-1591 (2004).</li>
<li>Zukoski, E. <a target="_blank" href="http://www.iafss.org/publications/fss/1/1">Fluid Dynamic Aspects Of Room Fires.</a> Fire Saf. Sci. 1, 1-30 (1986).</li>
<li>Thomas, P. H., Webster, C. T., Raftery, M. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0010218061901171">Some experiments on buoyant diffusion flames.</a> Combust. Flame. 5, 359-367 (1961).</li>
<li>Finney, M. a, Cohen, J. D., McAllister, S. S., Jolly, W. M. <a target="_blank" href="https://www.fs.fed.us/rm/pubs_other/rmrs_2013_finney_m001.pdf">On the need for a theory of wildland fire spread.</a> Intl J Wildl Fire. 22 (1), 25-36 (2013).</li>
<li>Mendes-Lopes, J. M. C., Ventura, J. M. P., Amaral, J. M. P. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/228756769_Flame_characteristics_temperature-time_curves_and_rate_of_spread_in_fires_propagating_in_a_bed_of_Pinus_pinaster_needles">Flame characteristics, temperature-time curves, and rate of spread in fires propagating in a bed of Pinus pinaster needles.</a> Int. J. Wildl. Fire. 12 (1), 67-84 (2003).</li>
<li>Williams, F. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0082078477804153">Mechanisms of fire spread.</a> Symp. Combust. 16 (1), 1281-1294 (1977).</li>
<li>Sullivan, A. L., Ball, R. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231011012052">Thermal decomposition and combustion chemistry of cellulosic biomass.</a> Atmospheric Environment. 47, 133-141 (2012).</li>
<li>Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Zhou, X., Weise, D. R. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/33309">Experimental and Numerical Modeling of Shrub Crown Fire Initiation.</a> Combust. Sci. Technol. , 618-640 (2016).</li>
<li>Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Zhou, X., Weise, D. R. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/30613">An investigation of crown fuel bulk density effects on the dynamics of crown fire initiation in Shrublands.</a> Combust. Sci. Technol. 180 (4), 593-615 (2008).</li>
<li>Zhou, X., Weise, D., Mahalingam, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0082078404000748">Experimental measurements and numerical modeling of marginal burning in live chaparral fuel beds.</a> Proc. Combust. Inst. 30 (2), 2287-2294 (2005).</li>
<li>Pickett, B. M., Isackson, C., Wunder, R., Fletcher, T. H., Butler, B. W., Weise, D. R. <a target="_blank" href="https://www.fs.fed.us/rm/pubs_other/rmrs_2009_pickett_b001.pdf">Flame interactions and burning characteristics of two live leaf samples.</a> Int. J. Wildl. Fire. 18 (7), 865-874 (2009).</li>
<li>Cobian-Iñiguez, J., Sanpakit, C., et al. Laboratory Experiments to Study Surface to Crown Fire Transition in Chaparral. Fall Meet. West. States Sect. Combust. Inst. , Paper #134HC-0040 (2015).</li>
<li>Silvani, X., Morandini, F. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0379711208000817">Fire spread experiments in the field: Temperature and heat fluxes measurements.</a> Fire Safety J. 44 (2), 279-285 (2009).</li>
<li>Morandini, F., Silvani, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0379711206000191">Fire spread experiment across Mediterranean shrub: Influence of wind on flame front properties.</a> Fire Safety J. 41 (3), 229-235 (2006).</li>
<li>Countryman, C. M., Dean, W. A. Measuring moisture content in living chaparral: a field user's manual. USDA For. Serv. Gen. Tech. Rep. PSW-36. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.fs.fed.us/psw/publications/documents/psw_gtr036/">http://www.fs.fed.us/psw/publications/documents/psw_gtr036/</a> 28(1979).</li>
<li>Albini, F. A. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00102208508960381">A Model for Fire Spread in Wildland Fuels by- Radiation.</a> Combust. Flame. 42, (1985).</li>
<li>Rothermel, R. C. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/32533">A Mathematical Model for Predicting Fire Spread in Wildland Fuels.</a> USDA For. Serv. Res. Pap. INT-115. , 40(1972).</li>
<li>Freeborn, P. H., Wooster, M. J., et al. <a target="_blank" href="https://www.fs.fed.us/rm/pubs_other/rmrs_2008_freeborn_p001.pdf">Relationships between energy release, fuel mass loss, and trace gas an aerosol emissions during laboratory biomass fires.</a> J. Geophys. Res. Atmos. 113 (1), 1-17 (2008).</li>
<li>Finney, M. A., Cohen, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+buoyant+flame+dynamics+in+wildfire+spread%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Nat+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Role of buoyant flame dynamics in wildfire spread.</a> Proc Nat Acad Sci USA. 112 (32), 9833-9838 (2015).</li>
<li>Green, L. R. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/24106">Burning by prescription in chaparral.</a> USDA For. Serv. Gen. Tech. Rep. PSW-51. , 36(1981).</li>
<li>Cohen, J., Bradshaw, B. <a target="_blank" href="https://www.treesearch.fs.fed.us/pubs/47678">Fire behavior modeling - a decision tool.</a> Proc. Prescr. Burn. Midwest State Art. , 1-5 (1986).</li>
<li>Weise, D. R., Koo, E., Zhou, X., Mahalingam, S., Morandini, F., Balbi, J. H. <a target="_blank" href="http://www.publish.csiro.au/WF/WF15177">Fire spread in chaparral - A comparison of laboratory data and model predictions in burning live fuels.</a> Int. J. Wildl. Fire. 25 (9), 980-994 (2016).</li>
<li>Omodan, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOmodan%2C+S+%22Fire+Behavior+Modeling+-+Experiment+on+Surface+Fire+Transition+to+the+Elevated+Live+Fuel+A%22">Fire Behavior Modeling - Experiment on Surface Fire Transition to the Elevated Live Fuel A</a>. , (2015).</li>
<li>Mulvaney, J. J., Sullivan, A. L., Cary, G. J., Bishop, G. R. <a target="_blank" href="http://www.publish.csiro.au/WF/WF15068">Repeatability of free-burning fire experiments using heterogeneous forest fuel beds in a combustion wind tunnel.</a> Intl J Wildl Fire. 25 (4), 445-455 (2016).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

La capacité de mesurer la masse de carburant élevée tout au long de l’expérience a été l’un des principaux avantages de la technique présentée ici. Des études antérieures traitant feu chaparral ont mis l’accent sur chaque initiation de feu Couronne seule ou seulement sur la surface de se propager, mais pas les deux. Ces études ont quantifié la possibilité d’inflammation dans la couche de Couronne et ont quitté l’étude de la propagation pour les travaux futurs23. Notre méthodologie permet de mesure...

En 2016, l’Etat de Californie a connu un total de 6 986 feux de forêt, consommant 564 835 acres1, coûtant des millions de dollars de dégâts et risquer le bien-être de centaines de personnes. En raison du climat méditerranéen régional, source d’énergie importante pour ces incendies sont chaparral végétation communautés2. Feu se propage dans le chaparral peut être considéré comme un feu de cime, puisque le principal combustible qui brûle est élevée3. Cohabiter avec la couche de couronne principalement direct, est la couche de combustible mortes, qui se compose de cast feuillage, branches et plantes herbacées qui poussent sous et entre les arbustes individuels. Feu se lancera plus facilement dans la couche de combustible mortes. Une fois le feu de surface s’enflamme, le feu peut transition à la couche de Couronne où l’énergie dégagée par le feu augmente de façon spectaculaire. Alors que les incendies de chaparral ont généralement été modélisés comme feu propage en combustibles profonds surface4, il y a eu une étude limitée des incendies chaparral comme feux de cimes.

Caractéristiques de la Couronne au chaparral, y compris la forme des particules feuillage, diffèrent de forêt boréale coniférienne, où la plupart des recherches s’est produite. De nombreuses études de balance de laboratoire et de terrain ont étudié divers aspects d’une traînée de poudre dynamique6,5,7,3,8,9,10 ,11,12. Dans le domaine des expériences en laboratoire, plusieurs études ont examiné l’influence des paramètres comme le vent et comportement des feux caractéristiques du combustible sur couronne de chaparral. Lozano7 examiné les caractéristiques de la Couronne de feu initiation en présence de deux lits de carburant Couronne discrète. En Tachajapong et al. 3, surface discrète et couches de la Couronne ont été brûlées à l’intérieur d’un tunnel de vent et le feu de surface a été caractérisé. Initiation de feu seule Couronne a été décrit en détail laissant une analyse complète de la propagation pour les travaux futurs. Li et al. 11 a rendu compte de la propagation d’une flamme si arbustes chaparral unique. Dans un travail connexe, Cruz et al. 10 , 9 a développé un modèle qui prédit l’allumage des conifère feuillage au-dessus d’un feu de surface étalé. Caractéristiques de la combustion des carburants de chaparral ont été explorées dans des études expérimentales de carburants en vrac et individu laisse13,14,15,16. Dupuy et al. 13 a étudié les caractéristiques de combustion des aiguilles du Pinus pinaster et excelsior en brûlant les combustibles dans des paniers cylindriques. Ils ont observé que, dans ces combustibles, hauteur de la flamme a été liée à taux de rejet de chaleur via une loi de puissance des deux cinquièmes a été signalé précédemment dans la littérature17,18. Sun et al. 14 brûlé combustibles chaparral dans des paniers cylindriques semblables à analyser les caractéristiques de combustion de trois carburants chaparral : chamise (Adenostoma fasciculatum), ceanothus (Ceanothus crassifolius) et manzanita ( Arctostaphylos glandulosa).
Motivés par les résultats des études de laboratoire susmentionné, notre but ici est de présenter une méthodologie pour caractériser la propagation dans les couches de couronne de surface et d’arbustes. En outre, nous visons à clarifier certaines des caractéristiques clés qui déterminent le degré d’interaction de la couche de surface de la Couronne. À cette fin, nous avons développé une méthodologie expérimentale en laboratoire pour étudier la transition verticale d’un feu de bois dans un combustible surface forestier à un feu de propagation dans un carburant arbuste élevé. Dans ces types de feux, traduction du feu à la Couronne de l’arbuste, connu comme couronnement, peut être suivie d’une expansion soutenue dans de bonnes conditions. En général, comportement du feu chaparral est dicté par la topographie, la météo et carburant19. Il a été démontré que vent influe sur la vitesse de libération d’énergie dans les carburants5,3,8,20.
Feu se propage dans les carburants poreux peut être considérée comme une série de transitions ou de seuils qui doivent être franchies pour être réussi21. D’un point de vue énergétique, une particule de carburant s’allume si la quantité de chaleur qu’il reçoit se traduit par un mélange de gaz qui réagissent avec succès avec l’oxygène. La flamme qui en résulte se propage si la chaleur produite par la particule de feu enflamme une particule de carburant adjacents. Le feu se propage dans le sol s’il est capable de traverser les lacunes entre les éléments combustibles inflammables. Si la flamme d’un feu de surface est capable de se propager verticalement dans la Couronne des arbres et des arbustes, un changement significatif dans le comportement du feu, y compris les taux de rejet de chaleur accrue, est souvent observé en raison d’une plus grande disponibilité du carburant. Dynamique de l’énergie thermique dans les feux de forêt englobe plusieurs échelles, allant de la très grande échelle, dans les méga-feux qui nécessitent souvent de modélisation climatologique, pour la petite échelle nécessitant une modélisation cinétique chimique. Ici, nous traitons avec un comportement de barème de soufflerie laboratoire de modélisation ; pour les études chimiques échelle cellulose combustion, on se reportera aux œuvres tels que Sullivan et al. 22
Depuis 2001, nous avons effectué une variété d’expériences examinant certains des laboratoire échelle énergétique seuils23,8,24,25,26, 27, mettant l’accent sur les vivants combustibles associés chaparral. Alors qu’à l’extérieur, mesures d’incendie peuvent fournir des résultats plus réalistes, l’environnement contrôlé de la soufflerie permettent la délimitation de l’impact de différents paramètres. Contrôler le vent, par exemple, est particulièrement important pour feux de cimes chaparral survenant dans des régions comme le sud de la Californie où les vents de type foehn, appelés vents de Santa Ana, sont pilotes typiques des incendies. Parce qu’une source de motivation importante pour la méthode décrite ici est d’étudier l’effet du vent et autres paramètres contrôlés sur chaparral propagation de feu, cette étude a été réalisée dans une soufflerie échelle de laboratoire. Le lecteur est dirigé vers le travail par Silvani et al. 28 pour le mesurage de la température dans le chaparral incendies similaires à ceux présentés ici. Pour les mesures sur le terrain sur l’effet du vent sur la propagation de l’incendie, s’il vous plaît voir Morandi et al. 29
Plusieurs paramètres influençant la propagation dans les carburants chaparral ont été analysées expérimentalement en quantifiant la probabilitédu feu propager succès en carburant élevée lits8. La présente étude expérimentale implique une méthodologie développée pour étudier des feux de cime de chaparral répartis par la modélisation de surfaces combustibles et carburants de couronne à l’intérieur de la section de l’essai d’une soufflerie basse vitesse. La surface combustible est modélisé avec excelsior (bois déchiqueté séché). Le lit de la surface combustible est placé au rez-de-chaussée de la soufflerie sur une échelle standard (voir Figure 1). Représentant du lit de combustible de Couronne, un lit de carburant avec chamise a été placé au-dessus du lit de combustible surface en suspendant le carburant à partir d’une plate-forme montée sur le châssis de la soufflerie (voir Figure 1). Les deux lits de carburant sont instrumentés pour mesures de température et la perte de masse ; géométrie de la flamme est obtenue à partir des enregistrements vidéo d’expériences. Paramètres mesurés comprennent la perte de masse, de teneur en carburant et de l’humidité relative de l’air. Paramètres contrôlés étaient présence de vent, la distance entre la surface combustible lit et lit de couronne de carburant et la présence de combustibles de surface. Le taux de perte de masse mesurée peut servir à calculer le taux de libération de chaleur, qui est défini comme : 
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq1.jpg"> où h est la chaleur de la combustion de combustibles, m est la masse de carburant, et t est le temps.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig1.jpg"> 
Figure 1 : montage expérimental soufflerie. Emplacements de couronne carburant lit, le lit de la surface combustible et le ventilateur de tunnel ont été étiquetés pour plus de commodité. Le lit de la surface combustible est placé au rez-de-chaussée de la soufflerie sur une échelle standard. Représentant du lit de combustible de Couronne, un lit de carburant avec chamise a été placé au-dessus du lit de combustible surface en suspendant le carburant à partir d’une plate-forme montée sur le châssis de la soufflerie. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
Des expériences ont porté sur la compréhension du comportement des feux de cimes de chaparral, particulièrement d’allumage, mécanismes de propagation de la flamme et propagation, vitesses de front de flamme et taux de consommation de carburant. Afin d’étudier l’interaction entre une surface et une couronne de feu, six configurations de surface et Couronne lits de carburant avec ou sans écoulement du vent appliquées, ont été brûlés dans la soufflerie : Couronne de carburant qu’avec et sans vent (2), la Couronne et séparés par des lits de carburant de surface deux distances avec et sans vent (4). Le tableau 1 résume les configurations expérimentales avec les 6 classes expérimentales. Dans le tableau, le paramètre de lit surface combustible indique si surface combustible était présent pendant l’expérience, le paramètre de vent fait référence à la présence de vent et hauteur de la Couronne se réfère à la distance entre le fond du lit Couronne carburant et le dessous de la surface lit de carburant. Humidité de carburant a été mesurée pour chaque expérience mais non contrôlée, teneur en eau moyenne de carburant était de 48 %, alors que les valeurs minimales et maximales étaient de 18 % à 68 %, respectivement.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Classe</td>
			<td>Surface combustible lit</td>
			<td>Vent</td>
			<td>Hauteur de la Couronne</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A</td>
			<td>Absent</td>
			<td>Pas de vent</td>
			<td>60 à 70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B</td>
			<td>Absent</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 à 70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C</td>
			<td>Heure actuelle</td>
			<td>Pas de vent</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D</td>
			<td>Heure actuelle</td>
			<td>Pas de vent</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E</td>
			<td>Heure actuelle</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F</td>
			<td>Heure actuelle</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tableau 1 : expérimenter des configurations de. Ici le paramètre lit de combustibles de surface indique si surface combustible était présent pendant l’expérience, le paramètre de vent fait référence à la présence de vent et hauteur de la Couronne se réfère à la distance entre le fond du lit de combustible de Couronne et le fond du lit surface combustible.
Une balance électronique mesurée surface carburant masse et nous avons développé un système de perte de masse personnalisés pour la couche de la Couronne. Le système se composait de pesons individuels connectés à chaque coin du lit suspendu de carburant. Consommation de qualité vidéo caméras enregistrées les flammes visuelles ; traitement de l’image des données visuelles à l’aide d’un script personnalisé généré flamme caractéristiques dont la hauteur et l’angle. Un programme a été développé pour convertir des images vidéo du RVB (rouge/vert/bleu) codage en noir et blanc grâce à un processus de seuillage d’intensité lumineuse. Le bord de la flamme a été obtenu aux images noir et blancs. Hauteur maximale a été définie comme le point culminant de l’arête de la flamme, ont également obtenus des hauteurs de flamme instantanée. Dans une image, hauteur de la flamme a été mesurée de la base du lit de combustible au point vertical maximal de la flamme. Tous les codes de traitement ainsi que l’interface de contrôle instrument conçu pour ce protocole ont été mis à la disposition par les auteurs ici par le biais de leur site d’accès logiciel. Récolte le carburant direct localement et mener les brûlures expérimentales dans les 24 h réduit au minimum la perte d’humidité. Une thermocouple tableau enregistré lit température du carburant dans la direction du vent sections permettant le calcul du taux de propagation. La figure 1 montre un schéma de l’installation de lit de carburant ainsi que l’arrangement de thermocouple. Suivent les détails du protocole expérimental.

<table><tbody><tr><td>Wind Tunnel Instrumentation</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>cDAQ-9178 Châssis CompactDAQ</td><td>National Instruments</td><td>781156-01</td><td></td></tr><tr><td>Module d’entrée de température NI-9213 Série C</td><td>National Instruments</td><td>785185-01</td><td></td></tr><tr><td>NI SignalExpress pour Windows</td><td>National Instruments</td><td>779037-35&nbsp ;</td><td>Version la plus récente, ancienne version utilisée pour l’expérimentation</td></tr><tr><td>Éléments de thermocouple isolés haute température Nextel</td><td>Fil</td> d’extension de thermocouple Omega <td>XC-24-K-18</td><td></td></tr><tr><td>avec fil revêtu de polyvinyle et surtresse en cuivre étamé</td><td>Omega</td><td>EXPP-K-24S-TCB-P</td><td></td></tr><tr><td>Connecteurs miniatures ultra haute température</td><td>Omega</td><td>SHX-K-M</td><td></td></tr><tr><td>CompuTrac MAX 2000XL&nbsp ;</td><td>Arizona Instruments</td><td>MAX-2000XL</td><td>Discontinué, modèle plus récent Out</td></tr><tr><td>Kestrel 3000 Pocket Weather Meter</td><td>Nielsen-Kellerman</td><td>0830</td><td></td></tr><tr><td>Satorius CPA 34001S&nbsp ;</td><td>Sartorius</td><td>25850314</td><td>Modèle discontinué Micro</td></tr><tr><td>capteur de pesage 5 kg (X4)</td><td>Robotshop.com</td><td>Capteur de charge à jauge de contrainte</td><td>RB-Phi-118</td></tr><tr><td>Phidget Phidget PhidgetBridge Wheatstone Bridge Interface</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-107</td><td>Interface avec 4 capteurs de charge, effectue l’amplification du signal</td></tr><tr><td>#2 Acier inoxydable S-Biner (X4)</td><td>Home Depot</td><td>SB2-03-11</td><td>Mousquetons à double ressort utilisés pour Monter les cellules de</td></tr><tr><td>charge 2 po. Malléable Iron C-Clamp</td><td>Home Depot</td><td># 4011</td><td>Utilisé pour monter des capteurs de pesage</td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>Numéro de catalogue</strong</td><td>>Comments</td></tr><tr><td>Équipement de protection individuelle</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wildland Firefighter Nomex Shirt</td><td>GSA Advantage</td><td>SH35-5648</td><td></td></tr><tr><td>Fireline 6 oz Pantalon de feu de forêt</td><td>GSA Advantage</td><td>139702MR SEV16</td><td></td></tr><tr><td>Nom</td><td>Company</td><td>Numéro de catalogue</td><td>Comments</strong</td></tr><tr><td>>Fuels</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chamise</td><td>Collecté in situ</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Bois Déchiqueté Naturel Excelsior &ndash ; Naturel grossier 50 lbs caution</td><td>Paper Mart</td><td>21-711-88</td><td></td></tr><tr><td>Bernzomatic UL100 Basic Propane Torch Kit</td><td>Home Depot</td><td>UL100KC</td><td></td></tr><tr><td>Alcool isopropylique</td><td>Dépanneur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>Numéro de catalogue</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Vidéo et photographie</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Appareil photo reflex numérique Nikon D3000 10,2 MP avec capteur au format DX et objectif 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR Stabilisation</td><td></td><td></td><td></td>d’image</tr><tr><td>Sony Handycam Caméscope Sony DCR-SX85</td><td>Amazon.com</td><td>DCR-SX85</td><td></td></tr><tr><td>Nom</td><td>Entreprise</td><td>Numéro de catalogue</td><td>Comments</strong</td></tr><tr><td>>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NI</td><td>LabView National Instruments</td><td>Student Version</td><td>Utilisé pour le contrôle d’instruments et l’interfaçage</td></tr><tr><td>MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a)</td><td>Mathworks</td><td>Student Version&nbsp ;</td><td>Utilisé pour le post-traitement des données, y compris le traitement d’images</td></tr></tbody></table>

expériences de soufflerie pour étudier des feux de cimes de chaparral

Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

Le présent protocole présente une technique de laboratoire destinée à étudier la propagation et l’allumage de feu Couronne chaparral. Des expériences ont été menées dans une soufflerie de feu faible vélocité où deux couches distinctes de carburant ont été construites pour représenter des carburants de surface et de la Couronne au chaparral. Chamise, un arbuste commun de chaparral, comprenant la couche de cime vivante. La couche superficielle de la mort de carburant a été construite avec l’excelsior (bois déchiqueté). Nous avons développé une méthodologie pour mesurer la perte de masse, température et la flamme de hauteur pour les deux couches de combustible. Thermocouples placés dans chaque couche estimée de la température. Une caméra vidéo a capturé la flamme visible. Post-traitement de l’imagerie numérique a donné flamme caractéristiques dont la hauteur et flamme tilt. Un instrument de la perte de masse de couronne personnalisé développé en interne mesuré l’évolution de la masse de la couche de la Couronne pendant la combustion. Les tendances massives de perte et de la température obtient à l’aide de la théorie de la technique mis en correspondance et d’autres études empiriques. Dans cette étude, nous présentons des procédures expérimentales détaillées et des informations sur l’appareillage utilisé. Les résultats représentatifs pour le taux de perte de masse carburant et température déposé dans le lit de carburant sont également inclus et discutés.

Couronne et flamme surface hauteur données ont été extraites les données vidéo. Tendances de hauteur de flamme typique pour des expériences est présenté à la Figure 6. Comportement de hauteur de flamme suivi celle de Sun et al. 14
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig6.jpg"> 
Figure 6 : estimé à hauteur de la flamme Cour...

Ce protocole décrit la soufflerie expériences visant à étudier la transition d’un incendie du sol à la canopée des arbustes de chaparral.

Expériences de soufflerie pour étudier des feux de cimes de Chaparral

The present protocol presents a laboratory technique designed to study chaparral crown fire ignition and spread. Experiments were conducted in a low ...

L’objectif général de cette méthodologie est de clarifier certaines des caractéristiques clés qui dictent le degré d’interaction de la couche de couronne de surface dans les incendies de couronne de chaparral. Cette méthode pourrait aider à répondre à des questions clés dans le domaine des feux de forêt, telles que les conditions dictant une transition réussie et une propagation à la couche de couronne. Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet de mesurer la perte de masse en température à la fois pour la couche de combustible de surface et pour la couche de combustible de couronne.Pour commencer, modifiez quatre pinces en C en fixant des mousquetons à double ressort à travers le trou d’épingle à l’extrémité de la vis de serrage. Utilisez ces mousquetons pour suspendre le lit de combustible de la couronne. À l’aide d’un autre ensemble de pinces en C, fixez chaque cellule de jauge de chaîne de charge à la partie supérieure du cadre de la soufflerie.Ensuite, fixez les pinces en C modifiées à l’extrémité libre des cellules de la jauge de contrainte avec les mousquetons suspendus. Utilisez des chaînes pour relier la plate-forme du lit de combustible de la couronne à un mousqueton. Connectez leurs fils au pont de pierre de mauvaises herbes, qui sera utilisé pour l’acquisition de données.Couvrez les cellules de charge avec un matériau isolant contre l’incendie, tel que celui utilisé pour les abris anti-incendie. Pour obtenir la constante d’étalonnage, A, accrochez les poids de précision à la première cellule de charge. Réglez le gain du capteur de pesage sur 128 à l’aide du champ de numéro d’entrée.Cela correspond à la valeur maximale autorisée par l’appareil. Ensuite, lisez la sortie du signal en réponse au poids à la sortie zéro. Ensuite, décrochez le poids pour produire un signal à vide.Lisez la nouvelle valeur affichée dans l’interface de l’instrument. Calculez la constante d’étalonnage en fonction de l’équation illustrée ici. Ensuite, dans l’interface du contrôleur, remplissez la valeur du canal M pour chaque capteur avec la valeur A.To trouvez la valeur de décalage, B, retirez tous les poids, lisez la valeur dans la case G calibrée des sorties et multipliez cette valeur par moins un.Le nombre résultant est la constante, B.Tapez ce nombre dans la case d’addition du canal zéro A. Répétez ces étapes d’étalonnage pour chaque capteur de pesage faisant partie du système. Dans le tas de carburant collecté pour la combustion, récupérez trois à quatre bouteilles d’une pinte de carburant.En suivant les procédures décrites par Countryman et Dean, séchez les échantillons au four pour obtenir la bonne teneur en humidité du combustible. Une fois prêt, coupez les branches individuelles d’un paquet de chamise récemment récolté pour éliminer les matériaux morts et les matériaux de branche de plus d’un quart de pouce de diamètre. Placez le reste du combustible vivant dans le récipient pour la pesée.Sélectionnez deux kilogrammes de chamise parée et 0,5 kilogramme d’excelsior à l’aide d’une balance électronique. Ensuite, placez 0,5 kilogramme d’excelsior sur le lit de carburant de surface sur le sol de l’entonnoir à vent, en veillant à ce que la densité apparente soit aussi uniforme que possible. Ensuite, séparez pour gonfler l’excelsior compacté et diminuer sa densité apparente afin qu’il brûle facilement.Chargez deux kilogrammes de chamise garnie sur la plate-forme suspendue aux cellules de charge pour créer le lit de combustible surélevé. Répartissez uniformément les branches de chamise sur toute la plate-forme pour produire un lit de combustible uniforme. Connectez un réseau de 16 thermocouples à un enregistreur de données avec un temps de réponse de 0,9 seconde.Insérez six des thermocouples dans la couche de combustible de la couronne à 20 centimètres de distance, tout en évitant tout contact avec les branches. Ensuite, insérez 10 thermocouples dans la couche de combustible de surface. Placez ces thermocouples à combustible de surface à 10 centimètres de distance et évitez tout contact des thermocouples avec les branches.Activez l’enregistrement des données en cliquant sur le bouton de démarrage dans l’interface du logiciel de contrôle du thermocouple. Montez une cible de référence visuelle qui a des marques rouges à des intervalles de 10 centimètres au-dessus de la fenêtre de la soufflerie. Ensuite, placez des appareils photo pour la collecte de données photographiques.En vous concentrant sur la zone d’essai de l’entonnoir à vent, ajustez la mise au point de la caméra de manière à capturer l’ensemble de la cible de référence verticale ainsi que la zone du lit de carburant. Ensuite, installez une caméra vidéo en la montant avec le support mural universel pour caméra sur le mur pour fournir une vue complète de la section d’essai de l’entonnoir à vent. Ensuite, réglez la vitesse du ventilateur de la soufflerie sur un mètre par seconde sur le variateur.Ensuite, allumez brièvement le ventilateur pour vous assurer qu’il fonctionne correctement. Fermez toutes les portes du bâtiment pour vous assurer que les bouches d’aération du toit sont la seule sortie possible pour l’évacuation des fumées. Ensuite, allumez les ventilateurs d’alimentation en air pour faire entrer de l’air frais de l’extérieur du bâtiment à quatre niveaux et allumez les ventilateurs d’extraction pour évacuer la fumée par les bouches d’aération du toit.Avant chaque expérience, utilisez un hygromètre humide pour mesurer l’humidité relative et la température de l’air ambiant. Allumez la caméra vidéo pour enregistrer l’expérience. Ensuite, prononcez à haute voix le numéro ou le code de l’expérience, la date et la configuration de l’expérience afin que le microphone de la caméra vidéo enregistre ces informations.Ensuite, demandez à l’équipe informatique de commencer l’enregistrement des données en cochant l’option Activer l’enregistrement des données dans l’interface de contrôle de l’instrument. Avant de brûler, assurez-vous que toutes les portes du bâtiment sont fermées. Une fois le lit de carburant allumé, sortez de la section d’essai et fermez la porte du tunnel.Lorsqu’on vous demande de vous enflammer, trempez le bord d’attaque du lit de combustible de surface excelsior avec de l’alcool éthylique dénaturé, puis placez la bouteille d’alcool loin de la zone d’allumage. À l’aide d’une torche au butane, allumez l’extrémité du lit de combustible de surface en une ligne parallèle au bord d’attaque du lit de carburant. Si le vent est nécessaire pour l’expérience, allumez le ventilateur de la soufflerie.Enregistrez la gravure pendant toute sa durée, qui varie en fonction de la configuration et des conditions. À l’aide de données vidéo, les données de hauteur de la couronne et de la flamme de surface ont été obtenues. Les données présentées ici représentent une expérience qui inclut le vent.Dans ce type d’expériences, la flamme commence petite, s’agrandit près du milieu du lit de combustible et se décompose avec le temps à mesure que les flammes se rapprochent de l’extrémité du lit de combustible. À l’aide des jauges de contrainte, il est possible de déterminer les taux de consommation de carburant et de montrer l’évolution de la perte de masse pendant toute la durée de la combustion. Le pourcentage de perte de masse pour les couches de surface et de couronne est indiqué ici, par rapport au pourcentage de la durée totale de combustion.Le vent augmente le taux de perte de masse pour les couches de combustible de surface et de couronne. Les cas d’absence de vent ont pris en moyenne quatre minutes et demie pour brûler, et le cas d’un mètre par seconde de vent n’a pris que deux minutes et demie pour brûler. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 30 à 40 minutes si elle est correctement exécutée.Lors de cette procédure, il est important de se rappeler de calibrer correctement l’instrument de perte de masse du champ de couronne et de couper les champs de couronne de manière à ce qu’ils aient un diamètre égal ou inférieur à un quart de pouce. Suivre la méthodologie et l’utilisation de cette procédure pourraient être effectués afin de répondre à des questions supplémentaires sur le transfert de chaleur radiatif. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de mesurer certains des paramètres clés qui dictent l’interaction de la surface et de la couche de couronne dans les incendies de couronne de chaparral.Travailler avec le feu à des échelles d’entonnoir à vent peut être extrêmement dangereux. Des précautions telles que le port d’un équipement de protection individuelle, y compris des vêtements ignifuges et des lunettes de protection, pendant la réalisation d’expériences doivent être prises.

wind-tunnel-experiments-to-study-chaparral-crown-fires

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

Un protocole pour la conception et la construction d'un réservoir de sol relié à un petit climat contrôlé soufflerie pour étudier les effets des forçages atmosphériques sur l'évaporation est présenté. Tant le réservoir du sol et la soufflerie sont instrumentées avec des technologies de capteurs pour le continu la mesure in situ des conditions environnementales.

Explorer les effets des forçages atmosphériques sur évaporation: l&#39;intégration expérimentale de la couche limite atmosphérique et de subsurface

Nous décrivons l’utilisation de micro-thermocouples pour estimer les gradients de température locaux dans les flammes de diffusion de la couche limite laminaire constante. Par extension de l’analogie de Reynolds, les gradients de température locaux peuvent être utilisés pour estimer les taux de combustion de masse locaux et les flux de chaleur dans de telles flammes avec une grande précision.

Méthodologie expérimentale pour l&#39;estimation de la section locale Heat fondants et Brûler Tarifs en Steady laminaire limite Flames Diffusion Layer

Un protocole pour la création d’un modèle d’échappement de combustion riche en combustible est développé par caractérisation de la combustion et est appliqué aux essais et à la recherche de piles à combustible micro-tubulaires assistées par flamme.

Combustion Caractérisation et élaboration d&#39;un modèle de carburant pour les micro-piles à combustible tubulaires assistée Flame-

Nous présentons ici un protocole pour observer les flux tourbillonnaires instables sur une aile delta, en utilisant une technique de visualisation mis à jour le débit de fumée et d’enquêter sur le mécanisme responsable par les oscillations des emplacements ventilation pointe vortex.

Étude expérimentale de la Structure d’écoulement sur une aile Delta Via les méthodes de visualisation de flux

Nous décrivons l’utilisation d’une unité mobile de pyrolyse basée sur le lieu équipée d’un rideau d’air pour créer du biochar en continu. Cette technologie réduit le besoin de brûler des rémanents à ciel ouvert, ce qui se traduit par une réduction des émissions et des impacts sur le sol. Le protocole comprend des lignes directrices pour la sélection du site, le chargement et l’extinction.

Production continue de biochar dans les bois à l’aide d’un brûleur à rideau d’air monté sur remorque

Blanc interférométrie microscope optique est une méthode optique, sans contact et rapide de mesure de la topographie de surface. Il est montré comment la méthode peut être appliqué à l'analyse usure mécanique, où l'usure des cicatrices sur échantillons tribologiques sont analysés, et en science des matériaux pour déterminer pulvérisation par faisceau d'ions ou des volumes d'ablation laser et profondeurs.

Caractérisation des modifications de surface par interférométrie en lumière blanche: Applications de pulvérisation ionique, ablation laser, tribologie et expériences

impact de gouttes de fluides non-newtoniens est un processus complexe, étant donné que différents paramètres physiques influencent la dynamique sur un temps très court (moins d'un dixième de milliseconde). Une technique d'imagerie rapide est introduit dans le but de caractériser le comportement des différents fluides non-newtoniens impact.

Imagerie rapide technique permettant d&#39;étudier l&#39;impact de baisse de la dynamique des fluides non-newtoniens

l'échantillonnage des gaz de la flamme l'échelle du laboratoire avec une analyse en ligne de l'ensemble des espèces par spectrométrie de masse est une méthode puissante pour étudier le mélange complexe de composés chimiques se produisant au cours de processus de combustion. Couplé avec ionisation douce accordable par rayonnement ultraviolet sous vide synchrotron généré, cette technique fournit des informations isomère résolu et potentiellement libre fragment spectres de masse.

Les expériences de la flamme à l&#39;Advanced Light Source: nouvelles perspectives sur les processus d&#39;établissement de la suie

Structures désordonnées offrent de nouveaux mécanismes pour former des bandes interdites photoniques et une liberté sans précédent dans la conception fonctionnelle défaut. Pour contourner les difficultés de calcul des systèmes désordonnés, nous construisons des échantillons macroscopiques modulaires de la nouvelle classe de matériaux BIP et utilisons des micro-ondes pour caractériser leurs propriétés photoniques échelle invariant, d'une manière simple et peu coûteuse.

Utilisation de micro-ondes et d&#39;échantillons macroscopiques des diélectriques solides pour étudier les propriétés photoniques désordonnés de bande interdite photonique Matériaux

Nous présentons un protocole d’utilisation d’un tribomètre assisté par piézoélectrique et d’un profilomètre optique pour étudier la dépendance de l’usure par ultrasons et de la réduction de la friction sur la vitesse linéaire, la pression de contact et les propriétés de surface.

Les expériences sur les ultrasons lubrification aide d&#39;un Tribomètre piézoélectriquement-assistée et Profilomètre optique

Découvrez les expériences de soufflerie pour étudier la transition du feu vers la cime des arbustes de chaparral. Cette méthode permet de mesurer la perte de masse et la température pour améliorer la gestion des incendies.

Expériences de soufflerie pour étudier des feux de cimes de Chaparral

Explorer plus de vidéos