Name: 카파 랄 크라운 화재 공부 바람 터널 실험 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 27 s
Description: 학습하세요 카파 랄 관목의 지표 화재가 관상층으로 전이되는 과정을 바람 터널 실험으로 연구하는 방법을. 질량 손실과 온도 측정을 통해 산불 거동을 이해하고 야생 화재 관리 전략을 개선하는 데 기여합니다.

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저자는 벤자민 Sommerkorn, 가브리엘 듀 폰, 제이크 Eggan Chirawat Sanpakit 여기에 제시 된 실험 지원 인정 하 고 싶습니다. 지 넷 Cobian Iñiguez 지원 미 항공 우주국 MUREP 기관 연구 기회 (미로) 보조금 번호 NNX15AP99A에 의해 인정합니다. 이 작품 또한는 USDA/USDI 국가 화재 계획 USDA 숲 서비스, PSW 연구소와 캘리포니아 대학-리버 사이드 사이 계약을 통해에 의해 투자 되었다.

주의: 다음과 같은 프로토콜의 여러 단계는 부상을 일으킬 가능성이 있는 활동을 포함, 적절 한 개인 보호 장비 (PPE) 화재를 포함 한 설립된 안전 프로토콜에 따라 사용 되도록 방지 의류 및 보호 안경.
 1. 크라운 연료 침대 부하 셀 계측 설치 <ol>듀얼 봄 게이트 carabiners (재료의 표 참조) 클램프에 핀 구멍을 통해 연결 하 여 <li>수정 4 C-클램프 ' s 나사 끝 (참조 그림 2)입니다. Carabiners는 크라운 연료 침대를 일시 중지를 사용 하 여.</li>
	<li>바람 터널 프레임의 위쪽 부분에 각 스트레인 게이지 로드셀을 부착 C-클램프의 다른 세트를 사용 하 여 ( 그림 2 참조).</li>
	<li>연결 매달려 carabiners와 스트레인 게이지 셀의 자유 끝에 C-클램프를 수정. 크라운 연료 침대에 대 한 플랫폼에 연결할 체인.</li>
	<li>바람 터널 프레임에서 크라운 연료 침대 플랫폼 중단, 연결할 각 크라운 연료 침대 체인 carabiner.</li>
	<li>각각 4 개의 로드셀의 완벽 하 게 탑재 하 고 휘트스톤 브리지 데이터 수집을 위해 사용 될 것입니다 그들의 전선을 연결 연료 침대에 연결. 화재 화재 대피 소에 사용 하는 종류와 같은 단열재와 로드 셀 커버.</li>
</ol> <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig2.jpg"> 그림 2: 바람 터널 크라운 연료 침대 부하 셀 계측. (한) 크라운 연료 침대를 지 원하는 carabiner과 연료 침대 체인 바람 터널 전면 보기 (b) 수정 C-클램프. (c) 로드 셀 C-클램프를 사용 하 여 바람 터널 프레임에 연결 된입니다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
 2. 로드 셀 보정 참고: 제작한 로드 셀 신호를 통해 동등한 질량으로 변환 됩니다: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq2.jpg"> 
V는 밀리, A와 B에서 일반적으로 신호 보정을 통해 결정 되는 상수 이며 m 그램에 있는 질량을 나타냅니다. 방정식 (2)의 모든 매개 변수 개발이 프로토콜에 크라운 질량 계측에 대 한 사용자 정의 악기 제어 인터페이스를 통해 얻을 수 있습니다. 때 첫 번째 사용 하 여 시스템, 정밀 무게 로드 셀 신호를 보정 하는 데 사용 됩니다. 교정 상수 A와 B를 얻을 것 이다 이러한 정밀 무게의 부하를 측정 하는 때 생성 하는 신호에 따라. 한 상수에서 계산: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq3.jpg"> m t가 재판 정밀 무게의 질량 w는 생산 하는 신호는 무게는 w, o 신호에 해당 하는 반면 로드 셀에 로드 생산 무게가 로드 셀에 적용 될 때.
<li>첫 번째 부하 셀을 교정 상수 A, 후크 정밀 무게 (좋은 범위는 200-500 g 것 함)를 <ol>. 등식 (3)에 매개 변수 m t로 정밀 무게의 질량을 사용 하 여.</ol></li>
	<li>128 그림 3b와 같이 입력 # 필드를 사용 하 여 부하 셀 이득 설정 i.1. 이 장치에 의해 허용 되는 최대 값에 해당.</li>
	<li>악기 인터페이스 ( 그림 3b 참조, i2)에서 출력 0에서 신호 출력을 읽습니다. 이것은 방정식 (3)에 매개 변수 w.</li>
	<li>무게를 분리 하 고 악기 인터페이스 ( 그림 3b, i2)에 표시 되는 새 값을 읽을. 이 매개 변수는 는 w, o.</li>
	<li>계산 A는 매개 변수 기반 (m t , w, w, o) 단계 2.1 2.4 및 제시 하는 방정식에서.</li>
	<li>컨트롤러 인터페이스에 각 센서에 대 한 0 M 값을 A 값과 이전 단계에서 얻은 채널 입력.</li>
	값을 읽어 B, 오프셋된 값을 찾으려고 <li>제거 모든 무게는 ' 출력 보정 (g) ' 상자 (참조 그림 3 c i2),-1이이 값을 곱합니다. 결과 상수 B에서이 번호를 입력에 " 추가 " 채널 0 A 상자 (참조 그림 3 c, i.3).</li>
	<li>2.3-2.8 각 로드 셀 (0, 1, 2, 3)에 대 한 단계를 반복, 시스템은 이제 완전히 보정; 연료와 함께 연료 침대 로드 진행.</li>
 <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig3.jpg"> 그림 3 : 악기 제어 인터페이스 데이터 입력 단계 로드 셀에 대 한 교정. (한) 다리 초기 설정 창이 설치 고 마지막의 로드 셀 보정 (c) 창 로드 셀 보정 (d) 창의 두 번째 단계에 대 한 첫 번째 단계에 대 한 상자 (b) 창 활성화 단계 부하 셀 교정의 파일이 여기 저장 및 데이터 로깅을 시작 되었다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
 3. 카파 랄 준비 및 엑셀 시오르 연료 침대 참고: 각 실험 사용 하 여 라이브 선 및 엑셀 (났습니다 아스펜 나무)의 0.5 k g 2 k g.
<ol><li>연료 점화를 위한 수집된의 더미에서 연료 (3-4 병)의 여러 1 파인트 병 수집.
	<ol><li>오븐 건조 샘플 촌뜨기와 딘 delineated 절차에 따라 고 연료 수 분 콘텐츠 30.</li>
	</ol></li> <li>최근 수확된 선 죽은 물자 및 ¼ 인치 직경 보다 큰 분기 물자를 제거 하는 번들에서 개별 지점 트림. 나머지 라이브 연료 재료 무게에 대 한 컨테이너에 배치.</li>
	<li>트림된 선 및 전자 규모를 사용 하 여 엑셀 시오르의 0.5 k g 2 k g 선택 합니다. 대량 조밀도 가능한 유니폼 확인 바람 터널 바닥에 표면 연료 침대 플랫폼에 엑셀 시오르의 0.5 k g을 놓습니다. 알려진된 지역 깊이 이상 엑셀 시오르의 알려진된 금액을 배치 하 여이 작업을 수행.</li>
	<li>당겨 떨어져 (보풀) 그것 쉽게 타오를 것 이다 그래서 그것의 대량 조밀도 감소 압축된 엑셀 시오르. 부하의 높은 연료 침대 만들려고 로드 셀에서 매달려 플랫폼에 손질된 선 2 kg. 균등 하 게 침대를 균일 한 연료를 생산 하기 위해 전체 플랫폼에 걸쳐 선 분기.</li>
</ol> 4. 서 모 커플 배열 참고: K 형 열전대는 두 연료 침대의 온도 측정 하는 데 사용 됩니다. 사용자 지정 그래픽 사용자와 제어 데이터 수집 시스템을 통해 데이터 수집 인터페이스 (컨트롤러 설계 소프트웨어에 대 한 자료의 표 참조). 권장 하는 열전대 0.9의 응답 시간이 24 AWG 열전대는 사용 하기 위해 미
<ol><li>16 배열 연결 24 AWG 열전대 (도체 직경: 0.51054 m m) 데이터로 거를 (응답 시간: 0.9 s).</li>
	<li>는 크라운 연료 레이어로 6 열전쌍을 삽입합니다. 이 열전대 20 cm 떨어져 놓고 열전대와의 접촉을 피하십시오. 표면 연료 레이어로 10 열전대를 삽입 합니다. 이러한 표면 연료 열전대 10 cm 떨어져 놓고 열전대 (참조 그림 4)와 접촉을 피하십시오.</li>
	<li>클릭 하 여 데이터 로깅 활성화는 " 시작 " 열전대 제어 소프트웨어 인터페이스에 버튼.</li>
</ol> <img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig4.jpg"> 그림 4: 열전대 배열 침대 표면 및 크라운 연료의 다이어그램 위치. 여기 6 열전쌍 크라운 연료 레이어 서로 20 cm에 삽입 되었다. 10 열전대는 표면 연료 레이어 10 c m 간격으로 삽입 되었다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
 5. 이미지 수집 설치 간격 10-cm-바람 터널 창 위에 빨간색 표시는 <ol><li>마운트 시각적 참조 대상. 이 대상 참조로 사용 하 여 실험 비디오에서 화 염 높이 결정. 
	참고: 샘플 화 염 높이 그림 5에 표시 됩니다.</li>
	<li>설정 사진 데이터 컬렉션입니다. 윈드 터널 테스트 영역에 초점을 맞추고 연료 침대 지역 뿐 아니라 전체 수직 참조 대상 캡처 있도록 카메라 초점 조정.</li>
	<li>설치 비디오 카메라 데이터 수집입니다. 범용 카메라 벽 마운트 윈드 터널 테스트 섹션의 전체 보기를 제공 하기 위해 벽에 비디오 카메라를 탑재.</li>
</ol> <img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig5.jpg"> 그림 5: 전형적인 실험에서 샘플 불꽃의 사진. 빨간색 표시와 함께 블루 시각적 대상 실험 비디오에서 화 염 높이 결정에 대 한 참조 역할을 합니다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
 6. 흐름 설치 참고: 바람 터널은 가변 속도 팬을 갖추고 있습니다. 윈드 터널의 공기 흐름은 팬 속도를 이전 조정 되었습니다. 원하는 바람 각 측정 속도 달성 하기 위해, 팬 회전 속도 (Hz)에서 선택 됩니다. 현재 실험에 1 m/s 바람 흐름 경우 없고 바람 공부 했다.
<ol><li>1 m/s 속도 컨트롤러에서 팬 속도 설정합니다. 제대로 작동 하는지 확인 하려면 팬 설정.</li>
	<li>팬 해제입니다. 그것은 이제 사용할 준비가 되었습니다. 
	참고: 굽기 건물은 작업 공간에서 연기를 철수 하는 동안 화재 실험을 안전 하 게 수행 하도록 설계 되었습니다. 거짓 경보의 발생을 제거 하기 위해 실험을 실시 되는 지역 소방 당국 통보.</li>
	<li>지붕 환기구 연기 배출에 대 한 유일 하 게 가능한 출구 되도록 건물에 모든 문을 닫습니다.</li>
	바닥 수준에서 건물 밖에 서 신선한 공기에서 <li>공기 공급에 팬 들. 지붕 통풍구 연기 철수 팬 들 배기 켜고. 
	참고: 이것은 낮은 속도, 높은 볼륨 공기 흐름에서 약간의 압력 차이로 인해 수직 상승 건물 및 지붕 구멍 밖에 서 수립.</li>
	<li>이전에 각 실험을 사용 하 여 젖은 전구 습도 주위 공기의 온도 상대 습도 측정.</li>
</ol> 7. 점화 (구현 동시에 단계 8) 참고: 점화 과정 점화 승무원에 의해 다음과 같이 실시 한다. 증가 한 안전에 대 한 것이 좋습니다 두 번째 승무원 점화 하는 동안 테스트 지역 근처 유지.
<li>지시 하는 때 <ol>' 점화 ', 변성 에틸 알코올로 엑셀 시오르 표면 연료 침대의 첨단을 담가. 점화 영역에서 알코올 병을 배치 하 고 부탄 토치를 사용 하 여 점화 연료 침대의 앞 가장자리에 평행 하 게 라인에 표면 연료 침대의 끝. 관찰력으로 알코올에 젖은 연료 점화 쉽게 됩니다 수.</ol></li>
	<li>연료 침대를 촉발 하고있다, 일단 테스트 섹션에서 나와 하 고 터널 문 닫습니다. 바람 실험을 위해 필요한 경우는 바람 터널 팬 켭니다.</li>
 8. 실험 실행 시작 참고: 실험은 올바르게 설치 확인, 시 카메라를 시작 합니다.
<ol><li>기록 비디오 카메라를 켭니다.</li>
	<li>말하는 큰 소리로 실험 번호/코드, 날짜, 및 실험적인 구성 하므로이 정보를 기록 하는 비디오 카메라에 있는 마이크.</li>
	<li>똑 딱에 의해 데이터 로깅 시작 컴퓨터 승무원 지시는 " 데이터 로깅을 " 악기 제어 인터페이스에서 옵션 ( 그림 3d, 참조 i.1). 연료를 점화 하는 점화 사람이 지시. 일단 점화 승무원 지시 하는 바람 터널 팬을 시작 승무원 바람 바람 터널 종료 합니다. 이 실험의 시작 시간은 0이 될 것 (t = 0).</li>
</ol>

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<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>

저자는 공개 없다.

실험을 통해 높은 연료 질량을 측정 하는 능력 기술은 여기에 제시의 주요 장점 중 하나 였다. 카파 랄 화재를 해결 하는 이전 연구 중 유일한 크라운 불 개시 또는 표면 확산, 하지만 둘 다에 집중 했다. 이러한 연구 결과 크라운 계층에 점화의 가능성을 계량 하 고 미래의 작품23에 대 한 확산의 연구를 두고 있다. 우리의 방법론 대량 손실의 측정 온도 분포, 그리고 나무 크라운에 관련 된 레이어 모두에 대 한 화 염 형상을 불 점화 및 확산 수 있습니다. 대량 손실의 속도에서 에너지 플럭스를 직접 유추 하는 수단을 제공 합니다. 다른 연구에 직접에서 열 유 속 측정의 장점을 화재 확산 실험으로 나타났습니다. 피 니 외 산 불에서 열 플럭스 측정의 몇 가지 예를 제시 확산 실험34. 같은 작품을 통해 그들은 대류 역할에 중요 한 관찰을 할 수 있었고, 산 불 확산에 재생 복사 열 전달. 여기에 제시 된 방법론 산 불 확산에 카파...

2016 년, 캘리포니아 주 총을 6,986 wildland 화재, 564,835 에이커1, 손상에 있는 달러의 비용이 수백만 소모 하 고 수백 명의 사람들의 건강 위험을 경험 했다. 지역 지중해 기후,이 불에 대 한 주요 연료 소스는 카파 랄 식물 지역 사회2. 카파 랄에 확산 화재 화상 주요 연료 이기 때문에 높은3크라운 불을 여겨질 수 있다. 주로 라이브 크라운 레이어와 공존, 캐스트 단풍, 분기, 및 초본 식물을 성장 하 고 개별 관목 사이 죽은 표면 연료 계층이 이다. 불 더 쉽게 죽은 표면 연료 계층에서 시작 됩니다. 일단 표면 화재 재가동, 화재 크라운 레이어에 있는 불에 의해 풀어 놓인 에너지 증가 극적으로 전환 수 있습니다. 카파 랄 화재는 일반적으로 깊은 표면 연료4에 불으로 만들어진 되었습니다, 하는 동안 크라운 불으로 카파 랄 화재 제한 된 연구가 되었습니다 합니다.

카파 랄, 단풍 입자 모양 등에서 크라운 특성 연구의 대부분은 발생 한 북쪽 침 엽 수 숲에서 다르다. 산 불 역학6,5,7,3,,89,10의 다양 한 측면을 조사 하는 수많은 실험실 및 필드 규모 연구 ,,1112. 영역 내에서 실험실 실험의, 바람 등의 영향을 검사 하는 여러 연구 하 고 카파 랄 크라운에 연료 속성 화재 동작 합니다. 로 자 노7 검사 특성 크라운의 2 개의 개별 크라운 연료 침대 존재 개시 불. Tachajapong 외 에 3, 이산 표면 및 크라운 레이어 바람 터널 안으로 점화 되었다 고 표면 화재 특징 이었다. 유일한 크라운 불 개시 완전히 미래의 일에 대 한 확산의 완전 분석을 떠나 설명 했다. 리 외. 11 그러나 단일 카파 랄 관목 불꽃의 전파에 보고 했다. 관련 작품, 크루즈 외. 10 , 9 확산 표면 불 위에 침 엽 수 잎의 점화를 예측 하는 모델을 개발 했다. 카파 랄 연료의 레코딩 특성 대량 연료의 실험 연구에 탐험 되어 고 개인 단풍13,14,,1516. Dupuy 외. 13 원통형 바구니에 연료를 레코딩하여 Pinus pinaster 바늘 및 엑셀 시오르의 레코딩 특성을 공부 했다. 그들은이 연료에는 관찰, 불꽃 높이 관련 2 분 전원 법 통해 열 방출 속도를 이전 문학17,18에 보고 되었습니다. 해 외. 14 3 차 파 랄 연료의 레코딩 특성을 분석 하는 비슷한 원통형 바구니에 카파 랄 연료 점화: 선 (Adenostoma fasciculatum), ceanothus (Ceanothus crassifolius), 및 manzanita ( Arctostaphylos glandulosa).
상기 실험실 연구에서 결과 의해 동기, 우리 여기 목적은 표면 및 관목 크라운 계층에서 확산 하는 방법론을 제시 하. 또한, 우리는 일부 표면 크라운 계층 상호 작용의 정도 결정 하는 주요 특징을 명확히 하고자 합니다. 이 목적을 우리 연구는 높은 나무 연료에 화재에 wildland 표면 연료에 불의 세로 전환 하는 실험적인 실험실 방법론을 개발 했다. 이러한 유형의 화재에 불 나무 크라운, 영예로 운로 알려진의 번역 오른쪽 조건 하에서 지속적인된 확산에 의해 뒤 수 있습니다. 일반적으로, 카파 랄 불 행동 지형, 날씨, 연료19에 의해 결정 됩니다. 그것은 바람 에너지 방출 속도 연료5,3,,820에 영향을 보여왔다.
다공성 연료 확산 화재 일련의 전환 또는 성공적인21를 교차 해야 하는 임계값으로 볼 수 있습니다. 건강, 연료 입자 경우 수신 하는 열 양을 성공적으로 산소와 반응 가스의 혼합 발 화 한다. 결과 화 염 확산 불타 입자에서 열 재가동는 인접 한 연료 입자 경우. 가연성 연료 요소 사이의 간격을 교차 수 있는 경우 불 바닥에 걸쳐 펼쳐집니다. 표면 화재의 불꽃 나무의 크라운으로 수직 전파 수 경우 화재 동작을 증가 열 방출 속도에 중요 한 변화 연료의 더 큰 가용성으로 인해 자주 관찰 됩니다. Wildland 화재가 열 에너지 역학 포괄 여러 비늘, 매우 큰 규모에서 같은 작고 climatological 모델링 요구 메가-화재에 필요한 화학 규모 키네틱 모델링 확장. 여기, 우리가 다룰 연구소 바람 터널 규모 행동 모델링; 화학 규모 룰 연소 연구에 대 한 독자 설리반 외. 같은 작품 이라고 22
2001 년 이후, 우리는 다양 한 실험실 규모 에너지 임계값23,8,,2425,26, 의 일부를 검사 하는 실험 실시 27, 카파 랄과 관련 된 라이브 연료에 중점. 야외에서의 측정 더 사실적인 결과 제공할 수 있습니다, 반면 바람 터널 제어 환경 다양 한 매개 변수의 영향의 묘사에 대 한 허용. 바람, 제어 예를 들어 남부 캘리포니아 foehn 유형 바람, 산타아나 바람로 알려져 있는 화재 이벤트의 일반적인 드라이버와 같은 지역에서 발생 하는 카파 랄 크라운 화재에 대 한 특히 중요 하다. 바람의 효과 연구 하는 것입니다 여기에 설명 된 방법론에 대 한 주요 동기 및 다른 제어 매개 변수 카파 랄에 화재 확산, 때문에이 연구는 실험실 규모 바람 터널에서 수행 되었다. 독자는 작품 연출 Silvani 외. 28 차 파 랄 온도 필드 측정을 위한 유사한 여기에 제시 하는 사람에 게 발생 합니다. 화재 확산에 바람의 효과 필드 측정을 위해 보십시오 그리던 외. 29
카파 랄 연료 확산에 영향을 미치는 여러 매개 변수는 확률을 측정 하 여 실험적으로 분석 된화재의 높은 연료 침대8성공을 확산. 현재 실험 연구 방법론을 포함 한다 표면 연료 및 낮은 속도 바람 터널의 테스트 섹션 안에 크라운 연료를 모델링 하 여 확산 카파 랄 크라운 화재 연구 개발. 표면 연료 엑셀 시 어 (말린된 났습니다 나무)으로 모델링 됩니다. 표면 연료 침대 바람 터널의 지상에 표준 규모 위에 배치 됩니다 ( 그림 1참조). 크라운 연료 침대 대표, 선 연료 침대 바람 터널 프레임에 장착 된 플랫폼에서 연료를 일시 중단 하 여 표면 연료 침대 위에 배치 했다 ( 그림 1참조). 두 연료 침대 온도 질량 손실 측정;에 대 한 계측 화 염 형상은 비디오 녹화의 실험에서 얻은 것입니다. 매개 변수 측정 등 대량 손실 비율, 연료 함량 공기의 상대 습도. 매개 변수 제어 했다 바람 존재, 표면 연료 침대와 크라운 연료 침대 사이의 거리 및 표면 연료의 존재. 측정 된 대량 손실 비율을 계산 열 릴리스로 정의 되는 사용할 수 있습니다. 
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq1.jpg"> 여기서 h 는 연료 연소, m 의 열 연료 질량 이며 t 는 시간입니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig1.jpg"> 
그림 1: 풍 동 실험 설치. 크라운 연료 침대, 표면 연료 침대 및 터널 팬 위치는 편의상 분류 되었습니다. 표면 연료 침대는 표준 규모 이상의 바람 터널의 지상에 배치 됩니다. 크라운 연료 침대 대표, 선 연료 침대는 바람 터널 프레임에 장착 된 플랫폼에서 연료를 일시 중단 하 여 표면 연료 침대 위에 배치 했다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
실험은 카파 랄 크라운 화재, 특히 점화 화 염 전파 및 확산, 화 염 정면 속도, 연료 소비율의 메커니즘의 동작을 이해에 집중 했다. 표면 화재와 크라운 불 사이의 상호 작용을 연구, 적용된 바람 흐름 없이 표면 및 크라운 연료 침대 6 구성 바람 터널에서 태워 왔다: 크라운 연료만와 바람 (2) 없이 왕관과 구분 하 여 연료 침대 표면 두 거리와 바람 (4) 없이 표 1 6 실험 수업 실험 구성을 요약합니다. 테이블에서 표면 연료 침대 매개 변수가 나타냅니다 여부 표면 연료 실험 기간 동안 존재 했다, 바람 매개 변수 바람의 존재를 의미 하 고 크라운 높이 크라운 연료 침대의 하단 표면 사이의 거리를 의미 연료 침대입니다. 연료 수 분 제어 되지 하지만 각 실험에 대 한 측정, 평균 연료 수 분 함유량은 48%, 반면 최소 및 최대 값은 18% ~ 68%, 각각.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>클래스</td>
			<td>표면 연료 침대</td>
			<td>바람</td>
			<td>크라운 높이</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A</td>
			<td>결 석</td>
			<td>바람</td>
			<td>60 또는 70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B</td>
			<td>결 석</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 또는 70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C</td>
			<td>현재</td>
			<td>바람</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D</td>
			<td>현재</td>
			<td>바람</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E</td>
			<td>현재</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F</td>
			<td>현재</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
표 1: 구성 실험. 여기 표면 연료 침대 매개 변수 여부 표면 연료 실험 기간 동안 존재 했다, 바람 매개 변수 바람의 존재를 의미 하 고 크라운 높이 의미 표면 연료 침대의 크라운 연료 침대의 아래쪽 사이의 거리를 나타냅니다.
전자 규모 측정 표면 연료 질량 그리고 우리 크라운 계층에 대 한 사용자 지정 대량 손실 시스템 개발. 일시 중단 된 연료 침대의 각 모서리에 연결 된 개별 로드 셀 시스템에 의하여 이루어져 있다. 소비자 등급 비디오 카메라 기록 영상 화 염; 이미지 처리는 사용자 지정 스크립트를 사용 하 여 시각적 데이터의 높이 각도 포함 하 여 화 염 특성 생성. 빛의 강도 임계 처리의 과정을 통해 흑인과 백인을 RGB (빨강/녹색/파랑) 코딩에서 비디오 프레임을 변환 하는 프로그램 개발 되었다. 불꽃의 가장자리는 흑백 비디오 프레임에서 얻은 했다. 최대 화 염 높이 불꽃 가장자리의 가장 높은 지점으로 정의 된, 즉각적인 불꽃 높이 또한 가져온. 이미지, 불꽃 높이 불꽃의 최대 수직 위치로 연료 침대의 기지에서 측정 했다. 모든 처리 코드 뿐만 아니라 악기 제어 인터페이스이 프로토콜에 대 한 설계 되었습니다 여기에 저자에 의해 사용할 수 그들의 소프트웨어 액세스 사이트를 통해. 로컬 라이브 연료를 수확 하 고 24 h에서 실험적 화상 수 분 손실을 최소화. 열전대 배열 stream-wise 풍향 확산 속도의 계산을 사용 하면 연료 침대 온도를 기록 했다. 그림 1 에서는 열전대 배열 함께 연료 침대 설치의 다이어그램. 실험 프로토콜의 세부 사항을 따릅니다.

<table><tbody><tr><td>Wind Instrument Instrumentation</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>cDAQ-9178 CompactDAQ 섀시</td><td>National Instruments</td><td>781156-01</td><td></td></tr><tr><td>NI-9213 C 시리즈 온도 입력 모듈</td><td>National Instruments</td><td>785185-01</td><td></td></tr><tr><td>Windows용 NI SignalExpress</td><td>National Instruments</td><td>779037-35&nbsp;</td><td>최신 버전, 실험에 사용된 이전 버전</td></tr><tr><td>고온 Nextel 절연 열전대 요소</td><td>Omega</td><td>XC-24-K-18</td><td></td></tr><tr><td>열전대 연장 와이어와 폴리비닐 코팅 와이어 및 주석 도금 구리 Overbraid</td><td>Omega</td><td>EXPP-K-24S-TCB-P</td><td></td></tr><tr><td>초고온 소형 커넥터</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>단종, 새로운 모델 아웃</td></tr><tr><td>Kestrel 3000 포켓 날씨 측정기</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>단종 모델</td></tr><tr><td>5 Kg 마이크로 로드셀 (X4)</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-118</td><td>스트레인 게이지 로드셀</td></tr><tr><td>Phidget PhidgetBridge 휘트스톤 브릿지 센서 인터페이스</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-107</td><td>4개의 로드셀과 인터페이스, 신호 증폭 수행</td></tr><tr><td>#2 스테인리스 S-Biner (X4)</td><td>Home Depot</td><td>SB2-03-11</td><td>듀얼 스프링 게이트 카라비너 로드셀</td></tr><tr><td>2 in을 장착하십시오. 가단성 철 C-클램프</td><td>홈 디포</td> <td># 4011</td>로드 <td>셀을 장착하는 데 사용됩니다</td></tr> <tr><td>Name<</td><td>strong>Company</td><td>카탈로그 번호 </td><td>Comments</td></tr><tr><td>개인 보호 장비</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wildland 소방관 Nomex 셔츠</td><td>GSA 장점</td><td>SH35-5648</td><td></td></tr><tr><td>Fireline 6 oz 와일드랜드 파이어 팬츠</td><td>GSA 어드밴티지</td><td>139702MR SEV16</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</strong</td><td>>카탈로그 번호</td><td>Comments</strong</td></tr><tr><td>>Fuels</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chamise</td><td>현장에서 수집</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>자연 파쇄 나무 Excelsior &ndash; 천연 거친 50 lbs 보석</td><td>Paper Mart</td><td>21-711-88</td><td></td></tr><tr><td>Bernzomatic UL100 기본 프로판 토치 키트</td><td>홈 디포</td><td>UL100KC</td><td></td></tr><tr><td>이소프로필 알코올</td><td>편의점</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>비디오 및 사진</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nikon D3000 10.2MP DSLR 카메라, DX 형식 센서 및 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR 이미지 안정화 렌즈</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sony Handycam 캠코더 DCR-SX85</td><td>Amazon.com</td><td>DCR-SX85</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NI LabView</td><td>National Instruments</td><td>Student Version</td> 인<td>스트루먼트 제어 및 인터페이스에 사용됨</td></tr><tr><td>MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a)</td><td>Mathworks</td><td>Student Version&nbsp;</td><td>이미지 처리를 포함한 데이터 후처리에 사용</td></tr></tbody></table>

카파 랄 크라운 화재 공부 바람 터널 실험

Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

현재 프로토콜 카파 랄 크라운 불 점화 및 확산을 공부 하도록 설계 된 실험실 기술을 제공 합니다. 실험은 연료의 2 개의 명료한 층 카파 랄에 표면 및 크라운 연료를 표현 하기 위해 건설 되었다 낮은 속도 불 바람 터널에서 실시 되었다. 선, 일반적인 카파 랄 관목 라이브 왕관 레이어 구성. 죽은 연료 표면 층 엑셀 시오르 (났습니다 나무)으로 구성 되었다. 우리는 대량 손실을, 온도, 측정 및 화 염 연료 레이어 모두에 대 한 높이 방법론을 개발 했다. 열전대는 각 레이어 추정 온도에 배치. 비디오 카메라 캡처 보이는 화 염. 디지털 이미지의 후 처리 나왔고 화 염 특성 화 염 높이 기울기를 포함. 자체 개발 사용자 지정 왕관 대량 손실 악기 화상 동안 크라운 계층의 질량의 진화를 측정. 일치 하는 기술 이론 및 다른 경험적 연구를 사용 하 여 얻은 질량 손실 및 온도 동향. 이 연구에서 우리는 상세한 실험 절차와 사용 하는 계측에 대 한 정보 제시. 연료 질량 손실 속도 연료 침대 이내에 제기 하는 온도 대 한 대표적인 결과 또한 포함 하 고 논의.

크라운 및 표면 화 염 높이 데이터는 비디오 데이터에서 얻은 했다. 실험에 대 한 일반적인 화 염 높이 동향은 그림 6에 표시 됩니다. 화 염 높이 동작 따라 태양 외 에 그 14
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig6.jpg"> 
그림 6: 크라운 화 염 높이 추정. 여기 U = 1 m/s, 표면-크라운 분리 d = 70 cm. 이 대표적인 클래스 전자 실험에 해당합니다. 화 염 높이 실험 동영상에서 이미지를 처리 하 여 얻어진 다. <a href="//ecsource.jove.com/fil...

이 프로토콜 전환 카파 랄 관목의 캐노피를 땅에서 불의 공부 하도록 하는 윈드 터널 실험을 설명 합니다.

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

이 방법론의 전반적인 목표는 떡갈나무 크라운 화재에서 표면 크라운 레이어 상호 작용의 정도를 결정하는 몇 가지 주요 특성을 명확히 하는 것입니다. 이 방법은 성공적인 전이 및 크라운 층으로의 확산을 지시하는 조건과 같은 산불 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 표면 연료층과 크라운 연료층 모두에 대한 온도 손실을 측정할 수 있다는 것입니다.시작하려면 클램프 나사 끝의 핀홀을 통해 이중 스프링 게이트 카라비너를 부착하여 4개의 C 클램프를 수정합니다. 이 카라비너를 사용하여 크라운 연료 베드를 매달아 놓으십시오. 다른 C 클램프 세트를 사용하여 각 하중 스트링 게이지 셀을 풍동 프레임의 상단 부분에 부착합니다.그런 다음 수정된 C 클램프를 카라비너가 매달려 있는 스트레인 게이지 셀의 자유 끝에 부착합니다. 체인을 사용하여 크라운 연료 베드용 플랫폼을 카라비너에 연결합니다. 데이터 수집에 사용될 잡초 돌 다리에 전선을 연결합니다.화재 대피소에 사용되는 것과 같은 단열재로 로드 셀을 덮으십시오. 교정 상수 A를 얻기 위해 정밀 분동을 첫 번째 로드 셀에 연결합니다. 입력 숫자 필드를 사용하여 로드셀 게인을 128로 설정합니다.이 값은 장치에서 허용하는 최대값에 해당합니다. 그런 다음, 출력 0에서 가중치에 대한 응답으로 신호 출력을 읽습니다. 다음으로, 무게를 풀어 무부하 신호를 생성합니다.기기 인터페이스에 표시된 새 값을 읽습니다. 여기에 표시된 방정식을 기반으로 교정 상수를 계산합니다. 그런 다음 컨트롤러 인터페이스에서 각 센서의 채널 M 값을 값으로 채우 A.To 오프셋 값 B를 찾고, 모든 가중치를 제거하고, 출력 보정 G 상자의 값을 읽고, 이 값에 음수 1을 곱합니다.결과 숫자는 상수 B입니다.이 숫자를 더하기 채널 0 A 상자에 입력합니다. 시스템의 일부인 각 로드 셀에 대해 이러한 교정 단계를 반복합니다. 연소를 위해 수집 된 연료 더미에서 3-4 개의 1 파인트 병의 연료를 모으십시오.Countryman과 Dean이 설명한 절차에 따라 샘플을 오븐에서 건조시켜 적절한 연료 수분 함량을 얻습니다. 준비가 되면 최근에 수확한 캐미즈 다발에서 개별 가지를 잘라 죽은 물질과 직경이 1/4인치보다 큰 가지 재료를 제거합니다. 무게를 측정하기 위해 남은 활성 연료 물질을 용기에 넣습니다.전자 저울을 사용하여 트리밍된 샤미즈 2kg과 엑셀시어 0.5kg을 선택합니다. 그

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

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카파 랄 크라운 화재 공부 바람 터널 실험

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