このプロトコルでは、チャパラル低木の天蓋を地面から火の遷移を学習する風洞実験について説明します。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
この記事について
サマリー
要約
この議定書は、シャパラル クラウン発火と広がりを研究するように設計研究室手法を提案します。燃料の 2 つの異なる層が茂みに表面とクラウンの燃料を表すため建設された低速度火災風洞実験を行った。Chamise、一般的な茂みの低木は、ライブの樹冠層で構成されています。死んだ燃料表面層は、エクセルシ オール (千切り木) で構成しました。質量損失、温度を測定し、両方の燃料層高さを炎に方法論を開発しました。熱電対は、各レイヤーの推定温度に配置されます。ビデオカメラは、目に見える炎を捕獲しました。デジタル画像の後処理には、高さと炎の傾きを含む燃焼特性が得られました。自社開発したカスタム クラウン質量損失計測器は、焼跡の間に樹冠層の質量の進化を測定しました。質量の損失と温度トレンド マッチ技術理論と他の経験的な研究を用いて本研究では詳細な実験手順と装置に関する情報を提案します。燃料質量損失率と燃料のベッドの下に温度の代表的な結果も含まれ、説明。
概要
カリフォルニア州は、2016 年に 6,986 原野火災、564,835 エーカー1、原価計算数百万の損傷のドルを消費し、何百もの人々 の健康を危険にさらすことの合計を経験しました。地方の地中海性気候のためこれらの火災の主要な燃料の源はシャパラル植生地域2です。茂みに延焼は、燃える主燃料は高架3クラウン火と見なすことができます。主にライブの樹冠層との共生、キャストの葉、枝、そしての下で、個々 の低木の間成長する草本植物から成っている死んでいる表面の燃料層です。火はより簡単に死んでいる表面の燃料層で開始されます。地表の火が点火すると、いったん火が火によって放出されるエネルギーが劇的に増加する樹冠層に移行します。シャパラル火災通常深い表面燃料4延焼としてモデル化が、一方、クラウンの火災でシャパラル火災の限られた研究を使用されています。
冠葉粒子形状を含む茂みに特性研究のほとんどが発生した亜寒帯の針葉樹林とは異なります。多数の実験室と野外スケール研究は野火ダイナミクス6,5,7,
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
プロトコル
注意: 次のプロトコルのいくつかの手順を伴う損傷を引き起こす可能性のある活動、必ず火を含む確立された安全プロトコルに従って適切な個人用保護具 (PPE) を使用耐熱服と保護眼鏡
。1 クラウン燃料ベッド負荷セル計測セットアップ
- 変更 4 C-クランプ クランプでピン穴をデュアル スプリング ゲート カラビナ (材料の表 を参照) をアタッチすることにより ' s ネジ端 (を参照してください。 図 2)。クラウンの燃料ベッドを中断する、カラビナを使用します 。
- 風洞フレームの上の部分に各ロードセルひずみゲージを貼付 C-クランプの異なるセットを使用して ( 図 2 を参照).
- アタッチは、ぶら下がっているカラビナ付きひずみゲージ細胞の自由端に C クランプを変更しました。チェーンを付けるクラウン燃料ベッドのためのプラットフォーム 。
- 風洞フレームからクラウンの燃料ベッドのプラットホームを中断するには、カラビナにクラウン燃料ベッド鎖のそれぞれを接続します 。
- 4 つのロードセルのそれぞれが完全にマウントされているし、データ集録に使用されるホイートストン ブリッジの配線に接続燃料ベッドに接続されています。火断熱材、火の避難所に使用す....
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
結果
クラウンと表面の炎の高さデータは、ビデオのデータから得られました。実験のための典型的な火炎高さ動向を図 6に示します。火炎高さ挙動続いて太陽らで発見14
図 6: クラウン炎の高さを推定します。ここでU = 1 m/s、表面王冠分離d = 70 cm。これは、代表的な E 級実験に対応します。炎の高さは、実験ビデオから画像を処理することによって取得されます。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ディスカッション
実験を通して高い燃料の質量を測定する能力は、ここで示した手法の主な利点の 1 つでした。シャパラル火災に対処前の研究は、いずれかのみの王冠火開始か広がり、表面が、両方ではなくにのみに焦点を当てています。このような研究は樹冠層の点火の可能性を定量化しているし、今後の作業23のための広がりの研究を残しています。私たちの方法論の質量損失の測定温度分布と低木の王冠に関与する両方の層炎ジオメトリ火点火と広がりが可能です。それは質量減少率からエネルギー流束を直接推論されるの手段を提供します。他の研究では、直接の熱流束を測定の利点は火拡散実験を示しています。フィニーら山火事の熱流束測定のいくつかの例を提示実験34を広めます。このような作業を通じて対流の役割の重要な観測を行うことができましたし、ふく射伝熱再生野火を広めます。ここで紹介する方法は、山火事、茂みに広がるエネルギー動態のベースラインの観測の許可。有益な次のステップは、輻射と対流の熱伝達の特定の貢献の詳細な分析を伴うでしょう。今後の研究の熱フラックスの直接測定を探索することをお勧め.......
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
開示事項
著者が明らかに何もありません。
謝辞
著者は、ベンジャミン ・ Sommerkorn、ガブリエル ・ デュポン、ジェイク Eggan、ここで示した実験と Chirawat Sanpakit を認めたいと思います。ジャネット Cobian Iñiguez は、NASA MUREP 制度研究の機会 (ミロ) 許可番号 NNX15AP99A によるサポートを認めています。この作品は、米国農務省森林サービス、PSW 研究所およびカリフォルニア大学リバーサイド間の協定により米国農務省/USDI 国立消防計画に資金を供給されました。
....アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 風洞計測 | |||
| cDAQ-9178 CompactDAQシャーシ | National Instruments | 781156-01 | |
| NI-9213 Cシリーズ温度入力モジュール | National Instruments | 785185-01 | |
| NI SignalExpress for Windows | National Instruments | 779037-35 | 最新バージョン、実験に使用した古いバージョン |
| 高温 Nextel 絶縁熱電対エレメント | オメガ | XC-24-K-18 | |
| ポリビニル被覆ワイヤと錫メッキ銅編組付き熱電対延長ワイヤ | オメガ | EXPP-K-24S-TCB-P | |
| 超高温ミニチュア コネクタ | オメガ | SHX-K-M | |
| CompuTrac MAX 2000XL | アリゾナインスツルメンツ | MAX-2000XL | 生産終了、新しいモデルアウト |
| ケストレル3000ポケットウェザーメーター | ルセンケラーマン | 0830 | |
| サトリウスCPA 34001S | ザルトリウス | 25850314 | 生産終了 モデル |
| 5 Kgマイクロロードセル(X4) | Robotshop.com | RB-Phi-118 | ひずみゲージロードセル |
| Phidget PhidgetBridge ホイートストンブリッジセンサーインターフェース | Robotshop.com | RB-Phi-107 | 4つのロードセルとのインターフェースは、信号増幅を行います |
| #2 ステンレスS-Biner(X4) | ホームデポ | SB2-03-11 | デュアルスプリングゲートカラビナロードセル |
| を2インチ取り付けます。可鍛性鉄Cクランプ | ホームデポ | #4011 | セルの取り付けに使用 |
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
| 個人用保護具 | |||
| ワイルドランド消防士ノーメックスシャツ | GSAアドバンテージ | SH35-5648 | |
| Fireline 6 oz Wildland Fire Pants | GSA Advantage | 139702MR SEV16 | |
| Name | Company | カタログ番号 | Comments |
| Fuels | |||
| Chamise | その場で | 収集N / A | |
| ナチュラルシュレッドウッドエクセルシオール–自然な粗い50のlbsの保釈 | ペーパーマート | 21-711-88 | |
| Bernzomatic UL100基本的なプロパンのトーチのキット | のホームデポ | UL100KC | |
| イソプロピルアルコール | コンビニエンスストア | N/A | |
| 名前 | strongCompany | カタログ番号 | strong>コメント |
| ビデオと写真 | |||
| Nikon D3000 10.2 MP デジタル一眼レフカメラ、DXフォーマットセンサーと3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR手ぶれ補正レンズ付き | |||
| ソニーハンディカムカムカムカメラ DCR-SX85 | Amazon.com | DCR-SX85 | |
| 名前 | 会社名 | >カタログ番号 | コメント |
| Software | |||
| NI LabView | National Instruments | Student Version | 計測器制御およびインタフェースに使用 |
| MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a) | Mathworks | Student Version | 画像処理を含むデータの後処理に使用 |
参考文献
- California Department of Forestry and Fire Protection. Incident Information, 2016. , Available from: http://cdfdata.fire.ca.gov/incidents/ (2016).
- Minnich, R. A. Fire mosaics in southern California and northern Baja California. Science. 219 (4590), 1287-1294 (1983).
- Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Weise, D. R.
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
再版と許可
