Expériences de soufflerie pour étudier des feux de cimes de Chaparral

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.