Dit protocol beschrijft windtunnel experimenten ontworpen om te bestuderen van de overgang van een brand vanaf de grond naar het bladerdak van de struiken chaparral.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Windtunnel experimenten te bestuderen van de Chaparral kroon branden
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Dit protocol biedt een laboratorium-techniek ontworpen chaparral kroon brand ontsteking en verspreiding te bestuderen. Experimenten werden uitgevoerd in een lage snelheid brand windtunnel waar twee afzonderlijke lagen van brandstof te vertegenwoordigen oppervlak en kroon brandstoffen in de chaparral werden gebouwd. Chamise, een gemeenschappelijk chaparral struik, bestond uit de levende kroon laag. De bovenlaag van de dode brandstof werd gebouwd met excelsior (versnipperd hout). Ontwikkelden we een methode om te meten van massa verlies, temperatuur, en vlam hoogte voor beide brandstof-lagen. Thermokoppels geplaatst in elke laag geschat temperatuur. Een videocamera veroverde de vlam zichtbaar. Na verwerking van digitale beelden opgeleverd vlam kenmerken met inbegrip van hoogte en vlam tilt. Een aangepaste kroon massa verlies instrument intern ontwikkeld gemeten de evolutie van de massa van de kroon laag tijdens het branden. Massa verlies en temperatuur trends verkregen met behulp van de theorie van de techniek aangepast en andere empirische studies. In dit onderzoek presenteren wij gedetailleerde experimentele procedures en informatie over de instrumenten gebruikt. De representatieve resultaten voor de brandstof massa verlies percentage en de temperatuur binnen het brandstof-bed ingediend zijn ook opgenomen en besproken.
Inleiding
In 2016 ervaren de staat Californië totaal 6,986 wildland bosbranden, 564,835 hectare1, kost miljoenen dollars in schade, consumeren en het welzijn van de honderden mensen riskeren. Vanwege de regionale mediterraan klimaat zijn een belangrijke brandstof voor deze branden chaparral vegetatie gemeenschappen2. Brand verspreid in de chaparral kan worden beschouwd als een kroon brand aangezien de belangrijkste brandstof die brandt verhoogde3. Naast de overwegend live kroon laag bestaan, is de dood oppervlakte brandstof laag, die bestaat uit gegoten gebladerte en takken kruidachtige planten die onder en....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Let op: aangezien het verschillende stappen in het volgende protocol om activiteiten die hebben het potentieel om letsel te veroorzaken, zorgen dat de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) wordt gebruikt na gevestigde veiligheid protocollen zoals vuur resistente kleding en beschermende brillen.
1. kroon brandstof Bed Load cel Instrumentation Setup
- wijzigen 4 C-klemmen door het aanbrengen van dubbele voorjaar gate karabiners (Zie Tabel van materialen) door het gat van de pin in de klem ' s schroef einde (Zie Figuur 2). Gebruik de karabijnhaken te schorten de kroon brand....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Kroon en oppervlakte vlam hoogte gegevens werden verkregen uit de videogegevens. De tendensen van de hoogte van de typische vlam voor experimenten wordt gepresenteerd in Figuur 6. Vlam hoogte gedrag gevolgd die gevonden in zon et al. 14
Figuur 6: geschat kroon vlam hoogte.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De mogelijkheid voor het meten van de massa van de verhoogde brandstof gedurende het gehele experiment was een van de belangrijkste voordelen van de techniek die hier gepresenteerd. Eerdere studies adressering chaparral brand hebben gericht op beide enige kroon brand initiatie of alleen op oppervlakte verspreid, maar niet beide. Dergelijke studies hebben de mogelijkheid van een ontsteking in de kroon laag gekwantificeerd en studie van de verspreiding voor toekomstige werkzaamheden23hebben verlaten.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
De auteurs wil erkennen van Benjamin Sommerkorn, Gabriel Dupont, Jake Eggan en Chirawat Sanpakit die met de experimenten die hier gepresenteerd geholpen. Jeanette Cobian Iñiguez erkent ondersteuning door NASA MUREP institutionele onderzoek gelegenheid (MIRO) subsidie nummer NNX15AP99A. Dit werk werd ook gefinancierd door het USDA/USDI nationale brand Plan door middel van een overeenkomst tussen PSW Research Station, USDA Forest Service en de Universiteit van Californië - Riverside.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Wind Tunnel Instrumentation | |||
| cDAQ-9178 CompactDAQ Chassis | National Instruments | 781156-01 | |
| NI-9213 C Series Temperature Input Module | National Instruments | 785185-01 | |
| NI SignalExpress voor Windows | National Instruments | 779037-35 | Newest versie, oudere versie gebruikt voor experiment |
| High Temperature Nextel Insulated Thermocouple Elements | Omega | XC-24-K-18 | |
| Thermocouple Extension Wire with Polyvinyl Coated Wire and Tinned Copper Overbraid | Omega | EXPP-K-24S-TCB-P | |
| Ultra High Temperature Miniature Connectors | Omega | SHX-K-M | |
| CompuTrac MAX 2000XL | Arizona Instruments | MAX-2000XL | Uit productie, nieuwer model beschikbaar |
| Kestrel 3000 Pocket Weather Meter | Nielsen-Kellerman | 0830 | |
| Satorius CPA 34001S | Sartorius | 25850314 | Uit productie |
| 5 Kg Micro Load Cell (X4) | Robotshop.com | RB-Phi-118 | Strain Gauge Load Cell |
| Phidget PhidgetBridge Wheatstone Bridge Sensor Interface | Robotshop.com | RB-Phi-107 | Interfaces met 4 load cells, voert signaalversterking uit |
| #2 Stainless S-Biner (X4) | Home Depot | SB2-03-11 | Dual spring gate carabiners gebruikt om load cells te monteren |
| 2 in. Malleable Iron C-Clamp | Home Depot | # 4011 | Gebruikt om load cells te monteren |
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
| Persoonlijke beschermingsmiddelen | |||
| Wildland Firefighter Nomex Shirt | GSA Advantage | SH35-5648 | |
| Fireline 6 oz Wildland Fire Pants | GSA Advantage | 139702MR SEV16 | |
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
| Brandstoffen | |||
| Chamise | In situ verzameld | N/A | |
| Natural Shredded Wood Excelsior – Natural Coarse 50 lbs bal | Paper Mart | 21-711-88 | |
| Bernzomatic UL100 Basic Propane Torch Kit | Home Depot | UL100KC | |
| Isopropyl alcohol | Convenience store | N/A | |
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
| Video en fotografie | |||
| Nikon D3000 10.2-MP DSLR camera met DX-format sensor en 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR Image Stabilisatie Lens | |||
| Sony Handycam Camcorder DCR-SX85 | Amazon.com | DCR-SX85 | |
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
| Software | |||
| NI LabView | National Instruments | Studentversie | Gebaten voor instrumentcontrole en interfacing |
| MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a) | Mathworks | Studentversie | Gebaten voor dataverwerking inclusief beeldverwerking |
Referenties
- 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.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
