風洞実験によるシャパラル クラウン火災を検討

この方法論の全体的な目標は、チャパラルクラウン火災における表面クラウン層の相互作用の程度を決定する主要な特性のいくつかを明らかにすることです。この方法は、クラウン層への正常な移行と広がりを決定する条件など、荒野の火災フィールドにおける重要な質問に答えるのに役立つ可能性があります。この手法の主な利点は、表面燃料層とクラウン燃料層の両方の温度の質量損失を測定できることです。

まず、クランプネジ端のピンホールにデュアルスプリングゲートカラビナを取り付けて、4つのCクランプを変更します。これらのカラビナを使用して、クラウン燃料ベッドを吊り下げます。異なるCクランプのセットを使用して、各ロードストリングゲージセルを風洞フレームの上部に取り付けます。

次に、変更されたCクランプを、カラビナを垂らした状態でひずみゲージセルの自由端に取り付けます。チェーンを使用して、クラウン燃料ベッドのプラットフォームをカラビナに接続します。彼らのワイヤーをデータ取得に使用される雑草石橋に接続します。

ロードセルを、防火シェルターに使用されるような断熱材で覆います。キャリブレーション定数Aを取得するには、精密ウェイトを最初のロードセルにフックします。入力番号フィールドを使用して、ロードセルゲインを128に設定します。

これは、デバイスで許可されている最大値に対応します。次に、出力 0 の重みに応じて出力される信号を読み取ります。次に、ウェイトのフックを外して、無負荷信号を生成します。

インストゥルメントインターフェースに表示される新しい値を読み取ります。ここに示す式に基づいてキャリブレーション定数を計算します。次に、コントローラーインターフェースで、各センサーのチャネルM値に値を入力して、オフセット値Bを見つける A.To、すべてのウェイトを削除し、出力キャリブレーションされたGボックスの値を読み取り、この値に負の1を掛けます。

結果の数値は定数であり、B.この数値を加算チャネルゼロAボックスに入力します。システムの一部である各ロードセルについて、これらのキャリブレーション手順を繰り返します。燃やすために集めた燃料の山から、1パイントの燃料ボトルを3〜4本集めます。

CountrymanとDeanが説明した手順に従って、サンプルをオーブンで乾燥させ、適切な燃料水分含有量を取得します。準備ができたら、最近収穫したシャミーズの束から個々の枝を切り取り、死んだ材料と直径4分の1インチを超える枝の材料を取り除きます。残りの生きた燃料材料を容器に入れて計量します。

トリミングしたシャミーズを2キログラム、エクセルシオールを0.5キログラムを電子スケールで選びます。次に、0.5キログラムのエクセルシオールを風力ファンネルの床の表面燃料床に置き、かさ密度ができるだけ均一になるようにします。次に、引き離して圧縮されたエクセルシオールを毛羽立たせ、かさ密度を下げて焦げやすくします。

2キログラムのトリミングされたシャミーズをロードセルからぶら下がっているプラットフォームにロードして、高架燃料ベッドを作成します。シャミーズの枝をプラットフォーム全体に均等に広げて、均一な燃料床を作り出します。16個の熱電対のアレイを0.9秒の応答時間でデータロガーに接続します。

6つの熱電対を20cm離してクラウン燃料層に挿入し、枝との接触を避けます。次に、10個の熱電対を表面の燃料層に挿入します。これらの表面燃料熱電対を10cm離して置き、熱電対が分岐に接触しないようにします。

熱電対制御ソフトウェアインターフェースのスタートボタンをクリックして、データロギングをアクティブにします。風洞の窓の上に10センチ間隔で赤いマークが付いた視覚参照ターゲットを取り付けます。次に、写真データ収集用のカメラを配置します。

ウィンドファンネルテストエリアに焦点を合わせ、カメラのフォーカスを調整して、垂直基準ターゲット全体と燃料床エリアをキャプチャするようにします。次に、ユニバーサルカメラウォールマウントを壁に取り付けてビデオカメラをセットアップし、風漏斗テストセクションの全景を提供します。次に、スピードコントローラーで風洞のファン速度を毎秒1メートルに設定します。

次に、ファンを短時間オンにして、ファンが正常に機能していることを確認します。建物内のすべてのドアを閉めて、屋根の通気口が煙の排出のための唯一の可能な出口であることを確認します。次に、給気ファンをONにして建物の外から新鮮な空気を4階から取り込むとともに、排気ファンをONにして屋上の通気口から煙を排出します。

各実験の前に、湿球湿度計を使用して、周囲空気の相対湿度と温度を測定します。ビデオカメラの電源を入れて実験を記録します。次に、実験番号またはコード、日付、実験構成を声に出して話し、ビデオカメラのマイクがこの情報を記録するようにします。

次に、計器制御インターフェースでデータロギングを有効にするオプションにチェックを入れて、データロギングを開始するようにコンピュータークルーに指示します。燃やす前に、すべての建物のドアが閉まっていることを確認してください。燃料床に点火したら、テストセクションから出てトンネルのドアを閉めます。

点火するように指示されたら、エクセルシオール表面燃料床の前縁を変性エチルアルコールに浸し、アルコールボトルを発火ゾーンから離して置きます。ブタントーチを使用して、表面燃料ベッドの端を燃料ベッドの前縁に平行な線で点火します。実験に風が必要な場合は、風洞ファンをONにしてください。

書き込みは、セットアップと条件によって異なりますが、その全期間を記録します。ビデオデータを使用して、クラウンと表面の炎の高さのデータを取得しました。ここに示すデータは、風を含む実験を表しています。

これらのタイプの実験では、炎は小さく始まり、燃料床の中央付近で大きくなり、炎が燃料床の端に近づくにつれて時間とともに減衰します。ひずみゲージを利用することで、燃料消費率を決定し、燃焼全体の質量損失の推移を示すことができます。ここには、表面層とクラウン層の両方の質量損失の割合と、合計燃焼時間の割合が示されています。

風は、表面燃料層とクラウン燃料層の両方の質量損失率を増加させます。無風ケースは燃焼が完了するまでに平均4分半かかり、1秒あたり1メートルの風ケースは燃焼するのにわずか2分半かかりました。このテクニックを習得すると、適切に実行すれば30〜40分で完了できます。

この手順を試みている間は、クラウンフィールド質量損失装置を適切に校正し、クラウンフィールドをトリミングして直径が4分の1インチ以下になるように覚えておくことが重要です。この手順の方法論と使用に従って、輻射熱伝達に関する追加の質問に答えるために実行できます。このビデオを見れば、チャパラルクラウン火災における表面層とクラウン層の相互作用を決定する主要なパラメータの測定方法について十分に理解できるはずです。

風力漏斗スケールでの火の取り扱いは非常に危険です。実験を行う際には、耐火服や保護メガネなどの個人用保護具を着用するなどの予防措置を講じる必要があります。