Name: Metodologia sperimentale per la stima della locale Calore flussi e masterizzazione Tariffe a Steady limite laminare Fiamme strato di diffusione (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 29 s
Description: Impara a stimare i flussi di calore locali e i tassi di combustione in fiamme di diffusione laminari stazionarie utilizzando micro-termocoppie. Questo metodo avanzato migliora la comprensione della dinamica del fuoco.

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Gli autori desiderano ringraziare il sostegno finanziario per questo lavoro da parte della Minta Martin Foundation presso l'Università del Maryland, College Park.

1. Progettazione di esperimenti <ol><li> Seguire le istruzioni e le precauzioni di sicurezza prima di entrare nel incendi e combustione laboratorio di ricerca. formazione sulla sicurezza è generalmente richiesto per i nuovi utenti. </li><li> Programma le tue esperimenti in anticipo per effettuare i test richiesti. Considerare i dettagli dell&#39;esperimento, trasporto di carburanti richiesta e le attrezzature necessarie. </li><li> Identificare gli esperimenti combustibili liquidi o solidi di interesse. Preparare i materiali di conseguenza. </li></ol> 2. Preparazione dei Materiali e Strumentazione <ol><li> Per gli esperimenti di combustibile liquido, preparare uno stoppino di carburante di materiale non combustibile poroso (alcalino-terroso lana silicati). Esperimenti precedenti 4-6 hanno utilizzato 8 centimetri x 8 cm x 1,27 cm per le prove di convezione naturale e 10 cm x 10 cm x 1,27 cm fogli spessi per prove convezione forzata. <ol><li> Cuocere la data stoppino carburante per circa 20 min esponendola ad una fiamma a diffusione da una torcia a propano in ordinebruciare leganti organici all&#39;interno lo stoppino. </li><li> Al fine di eliminare la fuoriuscita del combustibile liquido dai lati stoppino, applicare generosamente silicato di sodio liquido con una siringa che copre tutte le facce della stoppino tranne la faccia superiore. </li><li> Shield tutto ma la faccia superiore dello stoppino con foglio di alluminio. Utilizzare un adesivo ad alta temperatura per incollare il foglio di alluminio ai lati dello stoppino. </li></ol></li><li> Per gli esperimenti di combustibili solidi, tagliare un foglio del combustibile solido. In precedenti esperimenti libera convezione 2, 8 cm x 8 cm x foglio di spessore 1,27 cm di una chiara fusione polimetilmetacrilato (PMMA) è stato utilizzato. </li><li> Tagliare una fessura in un foglio di pannelli isolanti in fibra ceramica uguale alla dimensione del campione di carburante in cui montare successivamente il campione. Spesso, utilizzare la stessa non combustibile porosa come lo stoppino combustibile; tuttavia sigillare con alta temperatura vernice nera opaca. </li><li> Controllare l&#39;proposta hardware e software di acquisizione dati. Aprire il software e controllare il temperamentoalgoritmo di mappatura tura prima di effettuare le prove richieste. </li></ol> 3. Preparazione del setup sperimentale <ol><li> Posizionare un vista laterale reflex digitale in modo che sia allineato con l&#39;asse centrale del combustibile e abbastanza lontano in modo che la vista laterale completa della fiamma proposta viene catturato. <ol><li> Per forzata convezione fiamme, un&#39;immagine di campo di visione al centro del provino di carburante che coprono una superficie di 16 cm x 8 cm per il calcolo della fi amma distanza di stand-off nella zona di pirolisi. </li></ol></li><li> Posizionare il meccanismo di traslazione al di sopra del campione di carburante. Collegare un filo 50 um di diametro micro termocoppia all&#39;asse orizzontale del meccanismo di traslazione con cura. </li><li> Accendere il controller del motore passo-passo programmabile. </li><li> Nel caso di esperimenti flusso forzato, potenza fino soffiante centrifuga della galleria del vento. </li><li> Impostare il controller Pulse Width Modulation (PWM) ad una frequenza di 7000 Hz con impostazioni di alimentazione ranging dal 16% al 50% per le diverse velocità della ventola, verificate con un anemometro a filo caldo. </li><li> Indossare occhiali protettivi e guanti resistenti al fuoco prima di procedere con il test. </li><li> Durante ciascuna prova, immergere lo stoppino con combustibile liquido (metanolo o etanolo) fino al suo punto di saturazione. Per un cm x 8 cm x 1,27 cm di spessore stoppino 8, 90 ml era sufficiente per assorbire completamente lo stoppino con due 60 ml siringhe mentre per un 10 cm x 10 cm x 1,27 cm di spessore stoppino, 120 ml è risultato essere sufficiente. </li><li> Posizionare con cura lo stoppino piatto combustibile imbevuti di carburante / solido nel supporto combustibile-stoppino. Controllare la planarità della superficie stoppino carburante con un indicatore di angolazione. </li><li> Aprire il software bilancio di massa e controllare le impostazioni con interfaccia USB. Controllare il bilancio di massa e notare la sua lettura prima della prova. </li></ol> 4. Gli esperimenti eseguiti in un laboratorio di combustione o fuoco <ol><li> Garantire la corretta ventilazione del impianto sperimentale accendendo il gas di scarico dopo aver completato ogni serie di esperimenti. Exhaust dovrebbe essere come minimo o isolato possibile durante gli esperimenti per aiutare eliminare i disturbi di flusso. </li><li> Prima che un campione viene acceso, calibrare la fotocamera digitale vista laterale prendendo una foto di un foglio di carta millimetrata o righello che è allineato lungo l&#39;asse centrale della superficie del combustibile. Ottenere un conteggio medio pixel / mm dalle immagini di calibrazione. Utilizzare questo valore di pixel / mm durante la post-elaborazione delle immagini (per impostare la scala di misura in ImageJ). </li><li> Accendere il combustibile con una torcia a propano, momentaneamente toccarla per uno stoppino combustibile liquido e passando la fiamma uniformemente sulla superficie per 50-60 sec con un combustibile solido. </li><li> Ora di inizio sperimentale subito dopo l&#39;accensione uniforme. Utilizzare un cronometro per indicare il tempo di combustione. </li><li> Premere il tasto di acquisizione dati sul software bilancio di massa. </li><li> Monitorare la perdita di massa dello stoppino che brucia in un intervallo di tempo e scrivere in un file di misura. Utilizzare il software bilancio di massa per la gIven scopo. </li><li> Ripetere i punti da 4.3 a 4.6 per test multipli alle stesse condizioni per garantire la ripetibilità. </li><li> Utilizzare la perdita di massa rispetto alla curva tempo per determinare il regime bruciore costante, in cui una misura lineare della perdita di massa ha un alto valore R 2. </li><li> Per i combustibili solidi instabili, bruciare i campioni in incrementi di 50 sec dalla accensione a burnout per misurare la regressione della superficie (ad esempio, per 50 sec, 100 sec, 150 sec, etc.). </li><li> Cut bruciato combustibili solidi lungo la linea centrale dopo il raffreddamento per i test di regressione. </li><li> Prendere vista laterale fotografie di combustibili solidi taglio e carico in ImageJ. Misurare la regressione in posizioni streamwise convertendo pixel a cm con un righello. Procedura passo passo per elaborare una data immagine in ImageJ è elencato di seguito. <ol><li> Aperto vista laterale fotografia del campione combustibile solido in ImageJ tramite Selezionare File → Apri immagine. </li><li> Aprire l&#39;immagine di calibrazione (con righello) del campione combustibile solido in ImageJvia Selezionare File → Apri Calibrazione immagine. </li><li> Impilare fino l&#39;immagine campione combustibile solido immagine di calibrazione e. Vai a Immagine → → Stacks Immagini di impilare. </li><li> Imposta scala di misurazione: tracciare una linea tra due punti di distanza nota come un righello sulla fotografia. Vai a Analizzare → Set Scala. Nella finestra Imposta Scala la lunghezza della linea, in pixel, viene visualizzato. Digitare la distanza nota e unità di misura nelle caselle appropriate e fare clic su OK. </li><li> Disegnare una nuova linea e verificare che la scala di misura è corretta. </li><li> Misurare la distanza tra due punti nel dato fotografia del campione: Tracciare una linea tra due punti. La barra di stato mostra l&#39;angolo (da orizzontale) e la lunghezza. Analizzare → Misura (o Ctrl + M o semplicemente digitare sulla tastiera M) trasferisce i valori di una finestra di dati. </li><li> Misurare la regressione in ogni postazione streamwise x misurando lo spessore del campione burn-out e sottraendo dal iSpessore nitial del campione. </li></ol></li><li> Nota l&#39;intervallo di tempo nel quale la superficie di combustibili solidi rimangono circa piatto e utilizzare per la mappatura della temperatura, o regolazioni di posizioni termocoppia effettuate per compensare per la regressione di superficie. </li><li> Impostare l&#39;intervallo di temperatura di mappatura per catturare le misurazioni durante il regime di masterizzazione costante, circa 150 sec per PMMA solido e 400 sec per stoppini liquido-impregnati. Impostare l&#39;intervallo di mappatura di temperatura in base all&#39;intervallo di tempo combustione costante di combustibili liquidi e solidi. Una dimensione passo consigliato in prossimità della superficie è 0,25 millimetri 4-6. </li><li> Allineate accuratamente un micro termocoppia con la superficie del combustibile utilizzando un Unislide XY. Posizionare la data di termocoppia al centro della larghezza del campione. </li><li> Spostare il micro termocoppia attenzione il bordo anteriore dello stoppino del combustibile attraverso la Unislide XY. </li><li> Eseguire un programma di acquisizione dei dati su un computer e leggere l&#39;algoritmo di scansione di rete da una cartella sul desktop. Nota: Una volta che l&#39;esperimento è in corso, la raccolta dei dati è automatica, e l&#39;utente deve solo sorvegliare per assicurarsi che l&#39;esperimento sta andando come previsto. </li><li> Utilizzando un programma di acquisizione dati su un computer, acquisire dati e scrivere in un file di misura. Nota, frequenze di campionamento di 100 4-5 di 500 Hz 6 sono stati utilizzati in esperimenti precedenti. </li><li> Al termine, spegnere la fiamma. Spegnere il controller PWM e staccare la spina di alimentazione della ventola dal 3 fasi 240 VAC presa di corrente. </li><li> Spegnere il controller del motore passo-passo. </li><li> Ripetere i passaggi 4,12-4,18 per ulteriori esperimenti in condizioni di flusso simili o diversi con lo stesso termocoppia. Un minimo di 5 test deve essere ripetuto per ogni data condizione di flusso (ad esempio, velocità di flusso forzato o orientamento verticale). </li><li> Ripetere i passaggi 4,12-4,18 per un 75 micron micro termocoppia. Traverse due termocoppie (50 micron e 75 micron filo di diametro) lungo il same percorso al centro della fiamma per correzioni radiazione accurati. termocoppie più piccole potrebbe anche essere utilizzato, tuttavia la rottura spesso si è verificato per i fili inferiori a 50 micron. </li></ol> Analisi 5. I dati <ol><li> Leggere i dati elaborati dal file LVM in Matlab o altri software di analitica. </li><li> Calcolare la media dei dati di temperatura in ogni punto spaziale dal test diversi. </li><li> Calcolare una correzione radiazioni dai dati medi termocoppia in ogni postazione streamwise, seguendo la correlazione di Collis e Williams 10 descritto in dettaglio nel seguito. </li><li> Calcolare le misure di temperatura compensato aggiungendo la correzione di radiazione per i dati di temperatura grezzi. </li><li> Non Dimensionalizzano i dati di temperatura e la posizione spaziale. </li><li> Montare i dati di temperatura non dimensionali in superficie carburante con un ordine superiore polinomiale appropriato utilizzando una curva algoritmo di forma in Matlab o altri software dedicato. Da 4 a 6 punti in prossimità della superficiesono stati trovati a lavorare bene in studi precedenti 4-6. </li><li> Calcolare i gradienti di temperatura adimensionali normali alla superficie combustibile dalla pendenza della ordine superiore polinomiale per la distribuzione della temperatura non-dimensionale alla superficie del combustibile (y = 0). </li><li> Calcolare la velocità di combustione di massa locale dal corrispondente gradiente di temperatura adimensionale locale sulla superficie del carburante utilizzando una correlazione teorica basata sull&#39;analogia Reynolds 4. </li><li> Calcolare il flusso di calore convettivo dal gradiente di temperatura sulla superficie del 5-6 carburante. </li></ol>

<ol><li>Babrauskas, V., Peacock, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+release+rate%3A+the+single+most+important+variable+in+fire+hazard%5BTitle%5D)+AND+%22Fire+Safety+J%22%5BJournal%5D)">Heat release rate: the single most important variable in fire hazard.</a> Fire Safety J. 18 (3), 255-272 (1992).</li>
<li>Pagni, P., Shih, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excess+pyrolyzate%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Combust.+Inst%22%5BJournal%5D)">Excess pyrolyzate.</a> Proc. Combust. Inst. 16 (1), 1329-1343 (1977).</li>
<li>Orloff, L., Modak, A. T., Alpert, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Burning+of+large-scale+vertical+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Combust.+Inst%22%5BJournal%5D)">Burning of large-scale vertical surfaces.</a> Proc. Combust. Inst. 16 (1), 1345-1354 (1977).</li>
<li>Singh, A. V., Gollner, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimation+of+local+mass+burning+rates+for+steady+laminar+boundary+layer+diffusion+flames%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Combust.+Inst%22%5BJournal%5D)">Estimation of local mass burning rates for steady laminar boundary layer diffusion flames.</a> Proc. Combust. Inst. 35 (3), 2527-2534 (2015).</li>
<li>Singh, A. V., Gollner, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+methodology+for+estimation+of+local+heat+fluxes+in+steady+laminar+boundary+layer+diffusion+flames%5BTitle%5D)+AND+%22Combust.+Flame%22%5BJournal%5D)">A methodology for estimation of local heat fluxes in steady laminar boundary layer diffusion flames.</a> Combust. Flame. 162 (5), 2214-2230 (2015).</li>
<li>Singh, A. V., Gollner, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+burning+rates+and+heat+flux+for+forced+flow+boundary-layer+diffusion+flames%5BTitle%5D)+AND+%22AIAA+J%22%5BJournal%5D)">Local burning rates and heat flux for forced flow boundary-layer diffusion flames.</a> AIAA J. 54 (2), 408-418 (2016).</li>
<li>Collis, D., Williams, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-dimensional+convection+from+heated+wires+at+low+Reynolds+numbers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">Two-dimensional convection from heated wires at low Reynolds numbers.</a> J. Fluid Mech. 6 (3), 357-384 (1959).</li>
<li>Jakob, L. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJakob%2C+LM+%22Heat+Transfer%22">Heat Transfer</a>. , Wiley. New York, USA. (1967).</li>
<li>Sforza, P., Steiger, M., Trentacoste, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+on+three-dimensional+viscous+jets%5BTitle%5D)+AND+%22AIAA+J%22%5BJournal%5D)">Studies on three-dimensional viscous jets.</a> AIAA J. 4 (5), 800-806 (1966).</li>
<li>Pizzo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+observations+on+the+steady-state+burning+rate+of+a+vertically+oriented+PMMA+slab%5BTitle%5D)+AND+%22Combust.+Flame%22%5BJournal%5D)">Experimental observations on the steady-state burning rate of a vertically oriented PMMA slab.</a> Combust. Flame. 152 (3), 451-460 (2008).</li>
<li>Chilton, T. H., Colburn, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+transfer+%28absorption%29+coefficients+prediction+from+data+on+heat+transfer+and+fluid+friction%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Eng.+Chem%22%5BJournal%5D)">Mass transfer (absorption) coefficients prediction from data on heat transfer and fluid friction.</a> Ind. Eng. Chem. 26 (1), 1183-1187 (1934).</li>
<li>Silver, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+the+Reynolds+analogy+to+combustion+of+solid+fuels%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Application of the Reynolds analogy to combustion of solid fuels.</a> Nature. 165, 725-726 (1950).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Lo scopo di questa indagine è stato quello di sviluppare una nuova metodologia per la stima della velocità di combustione di massa locali sia per i combustibili liquidi e solidi sotto una varietà di condizioni di flusso del campo. Lo studio ha preso in esame due casi, un libero di convezione strato limite di diffusione della fiamma e convezione forzata contorno fiamme strato di diffusione stabilite in diverse condizioni di corrente libera, usando combustibili sia liquidi che solidi. velocità di combustione locali misurati tramite misure di termocoppia messa a filo su entrambe le stoppini di carburante imbevuti di liquidi e su lastre solide di PMMA che corrispondono alla altri mezzi di stima, vale a dire le misure di regressione di carburante. Questi gradienti di temperatura in prossimità della superficie del carburante sono stati determinati utilizzando una correlazione basata su l&#39;analogia Reynolds 12-13 che, pur richiedendo costante, la combustione laminare, ha lavorato molto bene per i campioni di piccole dimensioni, che si traduce in dati all&#39;interno di accuratezza del 15% per i risultati medi e molto altro di più per measurem localiEnt 4-6. Il fattore di correlazione per queste misurazioni tasso di perdita di massa locali dipende dal numero di trasferimento di massa Spalding del combustibile rappresentante e altre proprietà termofisiche del combustibile che può essere calcolata a priori. I risultati suggeriscono che questa tecnica può essere utile per estrarre questi quantitativi e comprendere la combustione di combustibili piccole dimensioni in maggior dettaglio in futuro. Altri studi in letteratura hanno ampliato il lavoro rappresentante qui incorporando simulazioni numeriche 4 ed esperimenti su campioni verticalmente orientate, che brucia liberamente 4,5, ed i campioni in orizzontale montati sotto i venti ambiente 6. Per tali configurazioni, componenti di flussi di calore sono anche stati determinati localmente sulla superficie del combustibile con la stessa tecnica termocoppia a filo sottile molto vicino alla superficie del combustibile condensato. Mentre i componenti del flusso di calore sono stati misurati in passato utilizzando calibri incorporati, thitecnica s è minimamente invasiva e offre la misura diretta dei flussi di calore convettivo, che non è stato possibile prima. Particolare attenzione deve essere assunto durante gli esperimenti nella scelta di configurazioni e l&#39;installazione degli apparecchi specifici. In questi esperimenti, termocoppie scelti per passo 3.2 sporgeva da un piccolo tubo ceramico, mantenendo la tensione sul filo e rendendo la posizione della termocoppia relativamente fisso. Utilizzando un filo della termocoppia sospesa su tutta la fiamma senza un tubo ridurrebbe eventuali disturbi dal tubo ceramico, tuttavia renderebbe localizzare la posizione specifica della termocoppia molto più variabili come il filo tende ad espandersi con temperature crescenti. Talvolta cambiamenti nella configurazione potrebbero indurre effetti sulla larghezza del campione (per esempio di inclinare il campione). Se l&#39;impostazione viene modificata da quelli studiati in passato 4-6, attorno passo 4.14 controlli saltuari che il mea temperatura di fiammamisura- sulla larghezza del campione non mostrano variazioni significative dovrebbe essere presa (cioè un&#39;assunzione 2-D tiene ancora). In caso contrario, un sistema di mappatura 3-D dovrà essere attuato. Le fasi più critiche durante l&#39;esecuzione degli esperimenti hanno a che fare con la preparazione del combustibile e il corretto uso di termocoppie. Anche piccole deviazioni nel posizionamento delle termocoppie potrebbero causare errori, quindi la cura deve essere posta nel posizionamento della termocoppia in passi 3.2, 4.13 e 4.14. Lo stoppino di carburante deve essere posizionato in modo che come piatto una superficie il più possibile è mantenuto (passo 2.1) e tutto il materiale di riempimento deve essere cotto di stoppini (passo 2.1.1). Il sistema di scarico, attivato nel passo 4.1 dovrebbe essere mantenuto il più minimo o isolato il più possibile vicino al esperimento per contribuire ad eliminare i disturbi di flusso. Questo deve essere controllato, garantendo una piccola candela non è saltato in cui la prova si svolgerà (senza vento). Diaframmi, schermi, Un&#39;installazione chiusa separata o test in un grande spazio può essere utilizzato per realizzare questo. Nel passo 4.2, il combustibile solido deve essere acceso più uniforme possibile. Mentre la torcia a propano non è la fonte più ideale per fare questo, esperimenti non sono stati trovati per essere sensibile alla fonte di accensione in lavori precedenti 4-6. Sensibilità alla fonte di accensione deve essere documentata durante gli esperimenti variando il tempo o l&#39;intensità di esposizione e osservando i risultati sul velocità di combustione di massa costante. Se si osserva la sensibilità di un pannello radiante dovrebbe essere alternativamente utilizzato per innescare campioni. Combustibili solidi, o il carburante che non ha un grande (&gt; 300 sec) costante regione che brucia come osservato dai tassi di perdita di massa dovrebbe avere la mappatura temperatura rilevata nel corso di una breve regione. Ad esempio, nel passo 4.13 si consiglia la mappatura per PMMA essere ripreso il primo 150 sec, mentre il combustibile è ancora relativamente piatta e regressione superficie è stata ben documentata. misure di regressione della superficie possono utilizzare ImageJ o altri software di immagine simile a misurare pixel sulle fotografie e convertire in lunghezza. In alternativa, un micrometro digitale può essere utilizzato per misurare la regressione superficie della piastra solido dopo si raffredda (notare la superficie di materiali &quot;ribollimento&quot; come PMMA deve essere carteggiato prima). La correlazione velocità di combustione proposto si basa su ipotesi laminari, tuttavia, si ipotizza che questa tecnica dovrebbe seguire una forma simile per combustione turbolenta di una superficie di carburante, anche se con una relazione funzionale modificata che deve essere determinato sperimentalmente. Il lavoro qui presentato può essere successivamente estesa a turbolento combustione strato limite e le interazioni associate tra turbolenze e rilascio di calore in fase gassosa che guidano il flusso di calore incidente alla superficie combustibile può essere ulteriormente approfondito. La teoria sulla quale si basa la correlazione velocità di combustione trascura anche radiazioni. La teoria è semplificato eccessivamente leading di incertezza nelle sue capacità predittive, in circostanze che non sono coperti dal presente lavoro. Per esempio, la metodologia proposta non può funzionare per alta fiamme fuliggine dove il flusso di calore verso la superficie è in gran parte radiante. Per le grandi fiamme parete turbolente, dove il flusso di calore radiante alla superficie combustibile condensato è alto, la correlazione velocità di combustione proposto può o non può funzionare. L&#39;inclusione di effetti delle radiazioni in correlazione proposta è, dunque, la ricerca desiderabile e in seguito deve essere intrapresa per determinare questa relazione funzionale. Questa zona richiede il miglioramento della modella Se metodi di previsione sicuri devono essere raggiunti per tali fiamme.

Mentre gli avanzamenti critici sono stati fatti nel campo della ricerca sulla sicurezza antincendio nel secolo scorso, prevedendo tassi di diffusione della fiamma rimane ancora una sfida per molti materiali in diverse configurazioni. spread Flame spesso procede in entrambi gli ambienti costruiti o naturali come una serie di accensioni di nuovi elementi, proveniente da una prima fonte di accensione. La conoscenza delle caratteristiche di combustione dei materiali di bruciare i singoli è fondamentale al fine di prevedere questi tassi di diffusione della fiamma, perché questo contribuisce a tassi di riscaldamento a elementi unignited. Il tasso di rilascio di calore (FCR) di un elemento di combustibile è pertanto citata come la quantità fondamentale nella ricerca fire 1, essendo approssimativamente uguale alla velocità di combustione (perdita di massa) del combustibile condensato fase, cioè la velocità di evaporazione un tasso combustibile o pirolisi liquida di un combustibile solido. La velocità di combustione può essere pensato come una misura della infiammabilità di un material ed è un parametro critico nell&#39;analisi dei rischi di incendio e la progettazione di sistemi antincendio. La perdita locale di massa (o bruciore) Tasso, m &quot;f, di una parete verticale è, in particolare, una variabile importante in molti problemi di incendio legati, come propagazione della fiamma su un muro, la crescita del fuoco, ei tassi di rilascio di energia all&#39;interno un fuoco involucro, e la diffusione di fumo e gas caldi pennacchi Per previsione di rialzo propagazione della fiamma su una parete verticale, l&#39;altezza della fiamma deve essere calcolato, che dipende dal tasso di rilascio di energia totale,., che, a sua volta, è direttamente influenzata dalla il tasso di perdita di massa locale integrato su tutta la superficie della parete pyrolyzing 2-3. Mentre la conoscenza di questi tassi di perdita di massa integrato sono relativamente ben noto, la conoscenza dei tassi di massa che brucia in posizioni incrementali lungo una superficie di carburante non sono ben noti perché le tecniche sperimentali per misurare tali tassi sono estremamente limitate. Una tecnica che prevede questo tasso di massa che brucia &quot;locale&quot;informazioni potrebbero fornire una maggiore comprensione per la combustione di combustibili condensati, consentendo ai ricercatori di capire meglio i meccanismi che contraddistinguono i combustibili o configurazioni l&#39;uno dall&#39;altro differenti. Poiché la maggior parte dei materiali vengono prima valutati al piccola scala (ad esempio, in un calorimetro a cono 1), un primo passo logico è quello di fornire una tecnica per misurare la velocità di combustione di massa locali piccoli, fiamme laminare diffusione su superfici combustibile condensati. Il lavoro qui presentato discute la metodologia sperimentale e protocolli per l&#39;esecuzione di esperimenti su fiamme laminari costanti stabiliti su superfici di carburante abbreviato. Stima dei gradienti di temperatura locali utilizzando micro termocoppie è una tecnica particolarmente utile per la stima della velocità di combustione di massa locali e flussi di calore in queste fiamme 4-6. L&#39;analisi dei dati letteratura mostra la difficoltà di determinare coefficienti di scambio termico, di combustione e frizioni locali al condendi superficie combustibile sed, che sono importanti per la comprensione della fisica e meccanismi di base che guidano un particolare incendio e di propagazione 4-6. Componenti di flussi di calore, che sono rimaste forse la proprietà del fuoco più ben misurata, in luoghi locali su una superficie di carburante, si sono rivelati difficili da misurare. Effetti come variabilità dei combustibili, flusso di calore scalabilità, difficoltà di raggiungere condizioni stazionarie e differenti tecnologie di gauge flusso di calore hanno contribuito piuttosto ampio dispersione dei dati che sono disponibili in letteratura 4. Misure di gradienti di temperatura locali con elevata precisione aiuteranno ad alleviare questa variabilità e anche fornire correlazioni di scambio termico che potrebbero essere utilizzati per la validazione numerica di incendi parete laminari, una canonica problema di ricerca del fuoco. Tali esperimenti sono utili anche ad esplorare il rapporto dinamico tra una superficie combustibile condensato e in fase gas combustibili fiamme laminari e strato limite turbolentoS. Metodi per catturare accuratamente questi gradienti di temperatura in modo preciso e ripetibile sono descritti di seguito.

<table><tbody><tr><td colspan="4">Termocoppie con connettori e morsetti</td></tr><tr><td>Sheathed Fine Gauge T/C</td><td>P13R-002</td><td>Omega Engineering, Inc.</td><td>Microtermocoppie a filo sottile (tipo R)</td></tr><tr><td>Sguainato Fine Gauge T/C</td><td>P13R-003</td><td>Omega Engineering, Inc.</td><td>Microtermocoppie a filo sottile (tipo R)</td></tr><tr><td>Ceramica 2 fori rotonda - 5 pz</td><td>TRX-010364-6</td><td>Omega Engineering, Inc.</td><td>Tubi in ceramica per contenere le termocoppie a filo sottile</td></tr><tr><td>Cavo di prolunga per termocoppia</td><td>EXTT-RS-24-100</td><td>Omega Engineering, Inc.</td><td>Cavo di prolunga per termocoppia</td></tr><tr><td>Connettori maschio femmina</td><td>SHX-R/S-MF</td><td>Omega Engineering, Inc.</td><td>Connettori per termocoppie di tipo R&nbsp;</td></tr><tr><td>Accessori</td><td>MSRT-116-10</td><td>Omega Engineering, Inc.</td><td>Tubi in gomma per mantenere la presa dei tubi in ceramica all'estremità dei connettori</td></tr><tr><td colspan="4">Meccanismo di traslazione</td></tr><tr><td>X slide, corsa = 10 pollici, 0.025 in/giro, limiti, NEMA 17</td><td>XN10-0100-E25-71</td><td>Velmex Inc.</td><td>Velmex unislide</td></tr><tr><td>Vexta tipo 17, 1,8 gradi/passo 2fase, motore passo-passo monoalbero</td><td>PK245-01AA</td><td>Velmex Inc.</td><td>Motore passo-passo&nbsp;</td></tr><tr><td>Tacchetta di montaggio, standard con 6-32 bulloni</td><td>XMC-2</td><td>Velmex Inc.</td><td>Accessori di montaggio per l'unislide Velmex in dotazione</td></tr><tr><td>6-32 x 7/16 SH Vite a testa cilindrica per Xslide in X e Asse Y</td><td>XMB-1</td><td>Velmex Inc.</td><td>Accessori di montaggio per l'unislide Velmex in dotazione</td></tr><tr><td>Slitta X, corsa = 10 pollici, 0,025 pollici/giro, limiti, NEMA 17</td><td>XN10-0100-E25-71</td><td>Velmex Inc.</td><td>Velmex unislide</td></tr><tr><td>Vexta tipo 17, 1,8 gradi/passo 2fase, motore passo-passo monoalbero</td><td>PK245-01AA</td><td>Velmex Inc.</td><td>Motore passo-passo&nbsp;</td></tr><tr><td>Tacchetta di montaggio, standard con 6-32 bulloni</td><td>XMC-2</td><td>Velmex Inc.</td><td>Accessori di montaggio per l'unislide Velmex in dotazione</td></tr><tr><td>6-32 x 7/16 SH Vite a testa cilindrica per Xslide in X e Asse Y</td><td>XMB-1</td><td>Velmex Inc.</td><td>Accessori di montaggio per l'unislide Velmex in dotazione</td></tr><tr><td>Controllo, controllo del motore passo-passo programmabile a 2 assi, 1 motore alla volta</td><td>VXM-2</td><td>Velmex Inc.</td><td>Controllore per motori passo-passo</td></tr><tr><td>Cavo di comunicazione seriale da USB a RS232 DB9 10 piedi</td><td>RPC-USB-RS232-3M</td><td>Velmex Inc.</td><td>Cavo di comunicazione seriale tra il controller del motore passo-passo e il computer</td></tr><tr><td colspan="4">Hardware di acquisizione dati</td></tr><tr><td>NI 9214 16-Ch Isothermal TC, 24-bit C Series Module per misure di termocoppie ad accuratezza elevata (include morsettiera)</td><td>781510-01</td><td>National Instruments</td><td>Scheda di acquisizione dati per termocoppie</td></tr><tr><td>Cavo di alimentazione, AC, U.S., 120 VAC, 2.3 metri</td><td>763000-01</td><td>National Instruments</td><td>Cavo di alimentazione per chassis</td></tr> <tr><td>C-DAQ a 8 slotcDAQ-9178, chassis CompactDAQ (8 slot USB)</td><td>781156-01</td><td>National Instruments</td><td>Chassis C-DAQ per NI 9214 e NI 9239</td></tr><tr><td>EMI Suppression Ferrite per NI 9229/39 BNC</td><td>782801-01</td><td>National Instruments</td><td>Accessori per scheda di acquisizione dati NI 9239</td></tr><tr><td>NI 9239 BNC, 4-Ch +/-10&nbsp; V, 50&nbsp; kS&#8288;/&#8288; s per canale</td><td>780181-01</td><td>National Instruments</td><td>Scheda di acquisizione dati per sistema anemometrico a filo caldo</td></tr><tr><td>cDAQ-9171, chassis CompactDAQ (1 slot USB)</td><td>781425-01</td><td>Chassis C-DAQ di National Instruments per NI 9214&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Fotocamere</td></tr><tr><td>Nikon D7100 24.1 MP DX-Format CMOS SLR digitale con 18-105&nbsp; mm f/3.5-5.6 AF-S DX VR ED Obiettivo Nikkor</td><td>Nikon D7100</td><td>Amazon</td><td>Fotocamera reflex digitale per scattare fotografie di fiamme con vista dall'alto</td></tr><tr><td>Canon EOS Rebel T5 DSLR CMOS Fotocamera reflex digitale e imaging DIGIC con EF-S 18-55&nbsp; mm f/3.5-5.6 IS Obiettivo</td><td>Canon EOS Rebel T5 DSLR&nbsp;</td><td>Fotocamera</td><td>reflex digitale Amazon per scattare fotografie</td></tr><tr> di fiamme con vista laterale<td colspan="4">Bilancio di massa</td></tr><tr><td>Mettler-Toledo, MS32001L Balance Prec 32,200&nbsp; g x 0,1&nbsp; g</td><td>97035-654</td><td>VWR</td><td>Bilancia di massa elettronica di precisione per la misurazione della velocità</td></tr><tr> media di combustione della massa<td colspan="4">Sistema Mini CTA</td></tr><tr><td>MiniCTA Pacchetto anemometro per sonde a filo e a film</td><td>9054T0461</td><td>Dantec Dynamics</td><td>Sistema a filo caldo per la misurazione della velocità e dell'intensità della turbolenza all'uscita</td></tr><tr> della galleria del vento<td colspan="4">Attrezzatura per galleria del vento</td></tr><tr><td>1/2 pollice x 4 piedi x 8 piedi C-3 Compensato domestico di betulla a pezzo intero</td><td>Modello # 833185</td><td>Home Depot</td><td>Utilizzato per realizzare la galleria del vento in scala di laboratorio</td></tr><tr><td>Fresatura con venature del legno WM 206 11/16 pollici x 11/16 pollici x 96 pollici Modanatura angolare in legno di pino</td><td>Modello # 109610</td><td>Home Depot</td><td>Utilizzato per realizzare la galleria del vento in scala da laboratorio</td></tr><tr><td>Molla di estensione, estremità ad anello, lunghezza totale 6,562 ", confezione da 6</td><td>1330K26</td><td>McMaster-Carr</td><td>Utilizzato per realizzare la galleria del vento in scala da laboratorio</td></tr><tr><td>Filtro in tela metallica, 30x30 mesh, diametro del filo 0,0130". Foglio 12 "x12"</td><td>9241T41</td><td>McMaster-Carr</td><td>Utilizzato per realizzare la galleria del vento in scala da laboratorio</td></tr><tr><td>Tela metallica per filtri, maglia 40x40, diametro del filo 0,0065". foglio 12"x12"</td><td>9241T42</td><td>McMaster-Carr</td><td>Utilizzato per realizzare la galleria del vento in scala da laboratorio</td></tr><tr><td>Tavolo elevatore mobile azionato a pedale, capacità 600#, altezza tavolo 10" - 33"</td><td>2791T22</td> Tavolo <td>McMaster-Carr</td><td>per sostenere la configurazione</td></tr> <tr><td>sperimentaleebm-papst p/n: G3G250-MW75-05 (Ventilatore centrifugo CE, 200-240&nbsp; V, trifase, 50/60&nbsp; Hz, motore M3G112-EA, 2,2&nbsp; kW)</td><td>G3G250-MW75-05</td><td>Ebm papst</td><td>Soffiatore per la galleria del vento</td></tr><tr><td>ebm-papst p/n: HX0C-003-000-04 (Controller)</td><td>HX0C-003-000-04</td><td>Ebm papst</td><td>Regolatore di modulazione dell'ampiezza dell'impulso per il controllo della velocità del ventilatore</td></tr><tr><td>8020 1" X 1" PROFILO CON SCANALATURA A T</td><td>8020-1010</td><td>80/20 (Rankin Automation)</td><td>Utilizzato per creare una struttura per la galleria del vento</td></tr><tr><td>Sigillante siliconico Momentive/GE RTV108, cartuccia da 10,1 once, semitrasparente</td><td>7545A472</td><td>Sigillante McMaster Carr</td><td>per il legno</td></tr><tr><td colspan="4">Software</td></tr><tr><td>LabVIEW</td><td></td><td></td><td>Utilizzato per l'acquisizione e l'analisi continua dei dati di temperatura. In alternativa utilizzato per il posizionamento della termocoppia.</td></tr><tr><td>Software per la bilancia di massa Mettler Toledo</td><td>Contatta il fornitore</td><td>Mettler Toledo</td><td>Utilizzato per misurare il tasso di perdita di massa dello stoppino del combustibile condensato / piastra solida con il tempo</td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>Download gratuito</td><td>NIH, http://imagej.nih.gov/ij/</td> <td>Utilizzato per misurare la distanza di stallo della fiamma e la regressione superficiale della piastra del combustibile solido</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Contatta il fornitore</td><td>Mathworks</td><td>Utilizzato per la post-elaborazione dei dati</td></tr><tr><td>Fortran 90/95</td><td>Contatta il fornitore</td><td>L'azienda Fortran</td><td>Utilizzato per la post-elaborazione dei dati</td></tr><tr><td colspan="4">Materials</td></tr><tr><td>Methanol&nbsp;</td><td>UMD Chem Store</td><td>NA</td><td>Combustibile liquido</td></tr><tr><td>Etanolo&nbsp;</td><td>UMD Chem Store</td><td>NA</td> Occhiali di sicurezza <td>per combustibili liquidi</td></tr><tr><td></td><td>UMD Chem Store</td><td>NA</td><td>Utilizzato per la sicurezza</td></tr><tr><td>flacone spray</td><td>UMD Chem Store</td><td>NA</td><td>Utilizzato per il trasporto di acqua in caso di emergenza</td></tr><tr><td>Siringa 60 cc</td><td>UMD Chem Store</td><td>NA</td><td>Utilizzato per immergere lo stoppino del combustibile liquido con combustibili liquidi</td></tr><tr><td>Lastra acrilica colata otticamente trasparente, 1/8" di spessore, 24" x 48"</td><td>Mc master carr</td><td>8560K262</td><td>Combustibile solido PMMA</td></tr><tr><td>Loctite Proxy Pak (adesivo Hi-temp)</td><td>Mc master carr</td><td>7556A33</td><td>Utilizzato per coprire i lati dello stoppino con foglio di alluminio</td></tr><tr><td>Hi-Temp Aerosol Spray Paint (Nero)</td><td>Mc master carr</td><td>7832T1</td><td>Utilizzato per dipingere l'isolamento&nbsp;</td></tr><tr><td>Torcia a gas propano economica autoinfiammante a fiamma regolabile, 4.179 Btu/hr</td><td>Mc master carr</td><td>78245A3</td><td>Torcia a propano per l'accensione della piastra del combustibile solido</td></tr><tr><td>Guanto in cotone resistente al calore con rivestimento in nitrile, temperatura massima di 400 gradi F, 10" Lg, grande</td><td>Mc master carr</td><td>56025T1</td><td>Utilizzato per scopi di sicurezza</td></tr><tr><td>Schermo protettivo modulare con tenda di fissaggio, 6'&nbsp; Altezza x 4'&nbsp; Larghezza Resistente all'abrasione Fibra di vetro</td><td>Mc master carr</td><td>9145T84</td><td>Tenda resistente al fuoco per lo sfondo</td></tr><tr><td>Lega di alluminio multiuso 6061 .125" di spessore, 12" x 24"</td> <td>Mc master carr</td><td>89015K28</td><td>Utilizzato per contenere l'isolamento</td></tr><tr><td>Compensato di grado marino 1/2" di spessore, 12" x 24"</td> <td>Mc master carr</td><td>1125T32</td><td>Utilizzato per sostenere la configurazione</td></tr> <tr><td>sperimentaleCanale a U multiuso in lega di alluminio 6061, base da 2" x gambe da 1-1/4", lunghezza da 1'</td><td>Mc master carr</td><td>1630T473</td><td>Utilizzato per tenere la piastra in alluminio, l'isolamento e lo stoppino</td></tr><tr><td>Alluminio anodizzato architettonico (lega 6063) angolo di 90 gradi, 1/8" Thk, gambe da 1/2" x 1/2", 6'</td><td>L Mc master carr</td><td>4630T21</td><td>Utilizzato per tenere la piastra in alluminio, isolamento e stoppino</td></tr><tr><td>Sistema di inquadratura con scanalatura a T in pollici in alluminio Connettore a 90 gradi nascosto, per estrusione da 1"</td><td>Mc master carr</td><td>47065T155</td><td>Utilizzato per tenere la piastra in alluminio, l'isolamento e lo stoppino</td></tr><tr><td>Sistema di inquadratura con scanalatura a T in alluminio Staffa estesa a 90 gradi, singola, 4 fori, per estrusione da 1"</td><td>Mc master carr</td><td>47065T175</td><td>Utilizzato per tenere la piastra in alluminio, l'isolamento e lo stoppino</td></tr><tr><td>Sistema di intelaiatura con scanalatura a T in pollici in alluminio Quattro fessure singolo, estrusione solida da 1", lunghezza 4'</td><td>Mc master carr</td><td>47065T101</td><td>Utilizzato per contenere la piastra in alluminio, l'isolamento e lo stoppino</td></tr><tr><td>1/2" x 48" x 36" (pannello isolante Superwool 607) 1 cartone contenente 12 fogli</td><td>Mccormick Insulation</td><td>Superwool 607&nbsp;</td><td>Materiale isolante per realizzare lo stoppino e il supporto dello stoppino</td></tr></tbody></table>

metodologia sperimentale per la stima della locale calore flussi e masterizzazione tariffe a steady limite laminare fiamme strato di diffusione

Experimental Methodology for Estimation of Local Heat Fluxes and Burning Rates in Steady Laminar Boundary Layer Diffusion Flames

Modellazione comportamento alla combustione di combustibili realistico condensata fase è rimasto fuori portata, in parte a causa di una incapacità di risolvere complesse interazioni che avvengono all&#39;interfaccia tra fiamme in fase gas e combustibili condensato fasi. La ricerca attuale fornisce una tecnica per esplorare il rapporto dinamico tra una superficie combustibile condensato e in fase gas combustibili fiamme in strati limite laminari. Gli esperimenti sono stati condotti in precedenza sia in ambienti convettivi forzati e libero su entrambe combustibili solidi e liquidi. Una metodologia unica, basato sulla analogia Reynolds, è stato utilizzato per stimare velocità di combustione di massa locali e flussi di calore fiamma per questi limite laminare fiamme strato di diffusione utilizzando gradienti locali di temperatura sulla superficie del combustibile. velocità di combustione di massa locali e il feedback calore convettivo e radiativo dalle fiamme sono stati misurati in entrambe le regioni di pirolisi e pennacchio utilizzando gradienti di temperatura mappati vicino al muro da un Traver due assisistema di SE. Questi esperimenti sono lunghi e possono essere difficili da progettare come superficie del combustibile condensato brucia costante solo per un limitato periodo di tempo dopo l&#39;accensione. I profili di temperatura vicino alla superficie del combustibile devono essere mappati in costante combustione di una superficie di combustibile condensata ad una risoluzione spaziale molto elevata per catturare ragionevoli stime di gradienti di temperatura locali. correzioni attente per le perdite di calore radiante dal termocoppie sono inoltre essenziali per misurazioni accurate. Per queste ragioni, l&#39;intero apparato sperimentale deve essere automatizzata con un computer controllato meccanismo di traslazione, eliminando la maggior parte degli errori dovuti al posizionamento di un micro-termocoppia. Un profilo di passi per catturare riproducibile gradienti di temperatura vicino al muro e li usa per valutare velocità di combustione e flussi di calore locale è fornito.

Descriviamo l'uso di micro-termocoppie per stimare i gradienti di temperatura locali in fiamme di diffusione dello strato limite laminare costante. Per estensione dell'analogia di Reynolds, i gradienti di temperatura locali possono essere ulteriormente utilizzati per stimare i tassi di combustione di massa locali e i flussi di calore in tali fiamme con elevata precisione.

Metodologia sperimentale per la stima della locale Calore flussi e masterizzazione Tariffe a Steady limite laminare Fiamme strato di diffusione

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex ...

L'obiettivo generale di questo esperimento è descrivere l'uso di termocoppie microscopiche per stimare i gradienti di temperatura locali a livello delle superfici di combustibili condensati in fiamme di diffusione a strato limite laminare stazionario. Questo metodo può contribuire a rispondere a questioni fondamentali nel campo della scienza degli incendi, come lo studio della relazione dinamica tra una superficie di combustibile condensato infiammabile e le fiamme nella fase gassosa in strati limite laminari e turbolenti. Il principale vantaggio di questa tecnica consiste nella sua capacità di misurare con precisione i tassi locali di combustione per unità di massa in fiamme di diffusione a strato limite laminare stazionario.La dimostrazione di questa procedura sarà effettuata da Colin Miller e Wei Tang. Entrambi sono studenti di dottorato in ingegneria meccanica. Per gli esperimenti con combustibili liquidi, preparare uno stoppino di combustibile utilizzando un materiale poroso non infiammabile, come la lana di silicato di terre alcaline.Scalda il reattore per circa 20 minuti utilizzando una fiamma di diffusione proveniente da un cannello a propano. Questo processo brucerà tutti i leganti organici presenti all'interno del reattore. Successivamente, applica un adesivo ad alta temperatura sulla carta d'alluminio e fissa la carta d'alluminio al reattore.La parte superiore deve rimanere pulita. Per esperimenti con combustibili solidi, preparare un foglio di combustibile solido con le stesse dimensioni dello stoppino. Per montare il combustibile solido, tagliare una fessura lunga in un foglio di pannello isolante in fibra ceramica, oppure utilizzare un materiale poroso non infiammabile sigillato con vernice nera opaca resistente ad alte temperature.Per esperimenti in convezione libera o con flusso forzato, posizionare una fotocamera digitale reflex in modo che possa visualizzare l'asse centrale del combustibile e un intero lato della fiamma. Per le fiamme in convezione forzata, osservare il centro del campione di combustibile in un'area di 16 per otto centimetri, in modo da poter calcolare la distanza di distacco della fiamma nella zona di pirolisi. Successivamente, posizionare il meccanismo di scorrimento sopra il campione di combustibile.Quindi, fissare con attenzione una termocoppia con filo da 50 micron al suo asse orizzontale. Successivamente, accendere il controller programmabile del motore passo-passo e, per gli esperimenti con flusso forzato, collegare il ventilatore centrifugo della galleria del vento. Impostare quindi il controller PWM in base alla velocità del ventilatore.Utilizzare un anemometro a filo caldo per verificare la velocità all'uscita della galleria del vento. Indossare ora l'equipaggiamento di protezione e completare i preparativi finali per eseguire la prova. Inzuppare lo stoppino con il combustibile liquido fino a saturazione.Quindi, posizionare con attenzione lo stoppino imbevuto di combustibile o la piastra di combustibile solido nel supporto dello stoppino. A questo punto, verificare attentamente la planarità della superficie dello stoppino utilizzando un goniometro. Successivamente, controllare la bilancia e annotarne la lettura prima della prova.Prima di accendere il combustibile, verificare la ventilazione della stanza. L'aspirazione deve funzionare ma essere regolata in modo da disturbare al minimo il flusso d'aria intorno all'esperimento. Prima di accendere un campione, calibrare la fotocamera digitale utilizzando un righello nel punto in cui verrà posizionato il campione.Inoltre, avviare l'acquisizione dei dati dal software della bilancia analitica. Ora posizionare il campione e quindi accendere il combustibile con una fiamma di propano. Per le micce, toccare momentaneamente la superficie della punta con la fiamma.Per i combustibili solidi, passare la fiamma in modo uniforme sulla superficie per 50-60 secondi. Al termine del periodo di combustione, spegnere la fiamma soffiandola. Nel caso di combustibili solidi, lasciare bruciare per un tempo prestabilito.Quindi, ripetere il processo di combustione diverse volte utilizzando lo stesso intervallo di tempo. Una volta raccolti tutti i dati di combustione, spegnere il ventilatore impostando il controller PWN a zero e scollegando il ventilatore. Infine, spegnere il controller del motore passo-passo.Effettuando diverse combustioni, è possibile misurare la regressione incrementale di un combustibile solido per verificare altre metriche. Dopo ogni periodo di combustione, tagliare il combustibile solido lungo la linea centrale. Successivamente, documentare la regressione della combustione mediante una fotografia di profilo.Analizzare le foto della vista laterale in ImageJ. Aprirle tramite Seleziona File e Apri Immagine. Quindi aprire l'immagine del righello utilizzando l'opzione Apri Immagine di Calibrazione.Successivamente, sovrapporre l'immagine di calibrazione all'immagine del combustibile solido. Ora, impostare la scala di misura tracciando una linea tra due punti con distanza nota sul righello. Quindi, selezionare Imposta scala dal menu Analizza.Nella finestra Imposta scala, inserire la Distanza nota della linea e fare clic su OK. Ripetere questo processo con una nuova linea per confermare che la scala di misurazione sia corretta. A questo punto, misurare le distanze nella fotografia del campione tracciando una linea e osservare quindi l'angolo e la distanza nella barra di stato. Premendo Controllo M, i dati vengono salvati nella finestra dei dati.La regressione della combustione viene calcolata come la differenza tra lo spessore iniziale e lo spessore attuale del campione. È importante notare l'intervallo di tempo durante il quale la superficie del combustibile rimane approssimativamente piana. Utilizzare la regressione della combustione relativa a questo periodo per confrontarla con la mappatura della temperatura o per effettuare aggiustamenti delle posizioni delle termocoppie, necessari per compensare la regressione superficiale.Per configurare la mappatura termica, allineare con attenzione un termocoppia microscopica con la superficie del combustibile utilizzando un unislide X-Y. Posizionarla al centro dello stoppino di un campione solido. Per uno stoppino di combustibile, utilizzare l'unislide X-Y per posizionare con cura la termocoppia microscopica lungo il bordo anteriore.È fondamentale che una termocoppia sia posizionata perfettamente sulla superficie del campione. Se è spostata, tutte le misurazioni risulteranno alterate in misura maggiore o minore. Per ottenere misurazioni accurate, deve essere il più vicina possibile alla superficie del combustibile.Nello script Velmex, impostare l'intervallo di mappatura della temperatura durante le combustioni stazionarie a 150 secondi per il PMMA solido o a 400 secondi per le micce impregnate di liquido. Impostare l'incremento, misurato sulla superficie del campione, in modo da raccogliere dati ogni quarto di millimetro. Impostare la frequenza di campionamento tra 100 e 500 hertz.Se la superficie si deforma entro gli errori dell'esperimento durante la mappatura, i risultati non sono più validi; è quindi fondamentale impostare correttamente il periodo di misurazione e l'intervallo. Ora, durante l'esecuzione dell'esperimento di combustione, eseguire il programma di acquisizione dati in modo che legga l'algoritmo di scansione della griglia da una cartella sul desktop. Con il programma in esecuzione, i dati verranno registrati automaticamente quando attivati dal modulo di acquisizione dati in LabVIEW.Sono state misurate le velocità di perdita di massa e i profili di temperatura in una fiamma di diffusione in strato limite con convezione forzata per campioni di PMMA. I risultati mostrano che è possibile acquisire temperature accurate vicino alla superficie del combustibile con errori ridotti, grazie a termocoppie microscopiche e al metodo di correzione della radiazione basato su due termocoppie. I gradienti di temperatura adimensionali lungo la superficie del combustibile di una fiamma di diffusione in strato limite di PMMA sono stati misurati a due velocità della corrente d'aria.Sono state inoltre misurate le variazioni dei tassi locali di combustione in diverse condizioni della corrente libera. I tassi locali di combustione ottenuti attraverso gradienti di temperatura adimensionali sono stati confrontati con i dati sperimentali ottenuti dalla regressione della superficie del PMMA. I risultati hanno mostrato un’elevata corrispondenza.I componenti dei flussi termici della fiamma sono stati esaminati in maggiore dettaglio a una velocità di flusso forzato di 2,06 metri al secondo. Il dettaglio delle misurazioni della temperatura vicino alla superficie ha permesso l'estrazione dei flussi termici convettivi che, combinati con i tassi di perdita di massa superficiale, hanno fornito tutti i componenti della combustione per un'analisi locale. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in pochi minuti per ogni campione di combustibile.Seguendo questa procedura, è possibile effettuare l'analisi dei tassi locali di combustione e del trasferimento di calore al fine di approfondire la comprensione del comportamento alla combustione dei materiali e validare codici numerici. Non dimenticare che lavorare con queste fiamme può essere estremamente pericoloso e che è sempre necessario adottare precauzioni, come indossare dispositivi di protezione oculare, lavorare in condizioni di buona ventilazione e assicurarsi che i materiali in combustione siano non tossici, durante l'esecuzione di questa procedura.

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Misure di scambio di calore convettivo istantanea locale in un tubo - flusso singolo e due fasi

Qui, presentiamo un metodo sperimentale per disaccoppiare la forza di Coriolis interdipendente e gli effetti di galleggiabilità rotante su distribuzioni di trasferimento di calore pieno-campo di un canale rotante.

Disgiungere forza di Coriolis e rotante galleggiabilità effetti sul calore pieno campo il trasferimento di proprietà di un canale rotante

La tecnica dei gradienti diffusivi in ​​film sottili (DGT) è proposto per gli studi di speciazione di plutonio. Questo protocollo descrive esperimenti di diffusione sondare il comportamento di Pu (IV) e Pu (V) in presenza di sostanza organica. Dgts schierati in una sorgente carsica consentono la valutazione della biodisponibilità di Pu.

Speciazione e di biodisponibilità Misure di plutonio ambientale Uso Diffusione in film sottili

Viene presentato un protocollo per la misurazione dei tassi di degassamento dell'idrogeno dalle normali camere a vuoto in acciaio utilizzando il metodo del tasso di aumento della pressione.

Misura di degassamento Tassi di Acciai

Impara a stimare i flussi di calore locali e i tassi di combustione in fiamme di diffusione laminari stazionarie utilizzando micro-termocoppie. Questo metodo avanzato migliora la comprensione della dinamica del fuoco.

Metodologia sperimentale per la stima della locale Calore flussi e masterizzazione Tariffe a Steady limite laminare Fiamme strato di diffusione (Video) | JoVE Journal

Metodologia sperimentale per la stima della locale Calore flussi e masterizzazione Tariffe a Steady limite laminare Fiamme strato di diffusione

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