Name: Experiências de túnel de vento para estudar Chaparral coroa fogos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 27 s
Description: Aprenda a realizar experimentos em túnel de vento para estudar o comportamento de fogos de copa em chaparral. Este método mede perda de massa e temperatura nas camadas de combustível superficial e de copa.

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Os autores gostaria de reconhecer Benjamin Sommerkorn, Gabriel Dupont, Jake Eggan e Chirawat Sanpakit que ajudou com as experiências aqui apresentadas. Jeanette Cobian Iñiguez reconhece suporte pelo número de concessão da NASA MUREP institucional pesquisa oportunidade (MIRO) NNX15AP99A. Este trabalho também foi financiado pelo USDA/USDI fogo plano nacional através de convênio entre o USDA Forest Service, estação de pesquisa PSW e da Universidade da Califórnia - Riverside.

atenção: como várias etapas no seguinte protocolo envolvem atividades que têm o potencial de causar lesões, certifique-se de que o equipamento apropriado de proteção pessoal (PPE) é usado na sequência de protocolos de segurança estabelecidos, incluindo incêndio roupas resistentes e óculos de proteção.
 1. coroa combustível cama carga instalação de instrumentação de célula <ol><li>Modificar 4 pinças, anexando mola dupla portão carabiners (ver Tabela de materiais) através do furo de pino no grampo ' fim de parafuso s (ver a Figura 2). Use os mosquetões para suspender a cama de combustível coroa.</li>
	<li>Usando um conjunto diferente de pinças, apor a cada célula do calibre de tensão de carga para a parte superior do quadro de túnel de vento (ver Figura 2).</li>
	<li>Anexar modificado pinças à extremidade livre das células do calibre de tensão, com os mosquetões pendurado para baixo. Anexar as correntes para a plataforma para a cama de combustível coroa.</li>
	<li>Para suspender a plataforma de cama coroa combustível a partir do quadro de túnel de vento, cada uma das cadeias de cama de combustível coroa conectem um mosquetão.</li>
	<li>, Uma vez que cada uma das células de quatro carga são totalmente montado e ligado para a cama de combustível, conectar os fios para a ponte de Wheatstone, que será usada para aquisição de dados. Cobrir as células de carga com isolante, tais como o tipo usado para abrigos de incêndio de fogo.</li>
</ol> <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig2.jpg"> Figura 2: túnel de vento coroa combustível cama carga celular instrumentação. (a) vista frontal (b) pinça modificada de túnel de vento com mosquetão e coroa corrente de cama de combustível que apoia a cama de combustível de coroa. (c) carga celular ligado ao quadro de túnel de vento usando uma pinça. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig2large.jpg" target="_blank"> clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
 2. calibração de célula de carga Nota: O sinal produzido pelas células carga é convertido em uma massa equivalente através de: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq2.jpg"> 
onde V é o sinal, normalmente em milivolts, A e B são constantes a determinar através de calibração, e m representa a massa em gramas. Todos os parâmetros na equação (2) são obtidos através da interface de controle personalizado instrumento desenvolvida para a instrumentação em massa da coroa no presente protocolo. Quando o primeiro usando o sistema, pesos de precisão são usados para calibrar o sinal da célula de carga. Constantes de calibração A e B serão obtidos com base no sinal produzido quando a carga destes pesos de precisão de medição. A constante A é calculada a partir de: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq3.jpg"> onde m t é um a massa do peso de precisão experimental, w é o sinal produzido com o peso carregado na célula de carga, Considerando que um w, ó corresponde ao sinal produzido quando nenhum peso é aplicado na célula de carga.
<ol><li>Para obter a calibração constante A, pesos de precisão de gancho (uma boa variedade seria 200-500 g) para a primeira célula de carga. Usar a massa dos pesos de precisão como parâmetro m t na equação (3).</li>
	<li>Definir o ganho de célula de carga para 128 usando o campo de # entrada como mostrado na Figura 3b, i. 1. Isso corresponde ao valor máximo permitido pelo dispositivo.</li>
	<li>Ler a saída de sinal em saída 0 a partir da interface de instrumento (ver Figura 3b, i2). Este é o parâmetro w na equação (3).</li>
	<li>Desenganchar o peso e ler o novo valor exibido na interface do instrumento ( Figura 3b, i2). Este é o parâmetro um w, o.</li>
	<li>Calcular A baseada nos parâmetros (m t , w, um w, ó) obtidos em passos 2.1 a 2.4 e as equações apresentadas.</li>
	<li>Na interface do controlador, preencha o Ch 0-M valor para cada sensor com o valor obtido na etapa anterior.</li>
	<li>Para encontrar o valor de deslocamento, B, remova todos os pesos, leia o valor no ' saídas calibrado (g) ' caixa (ver Figura 3 c i2), multiplique este valor por -1. O número resultante é constante B, digite este número no " adição " Ch 0-uma caixa (ver Figura 3 c, i. 3).</li>
	<li>Repita os passos 2,3-2,8 para cada célula de carga (0, 1, 2, 3), o sistema agora é totalmente calibrado; proceder para carregar as camas de combustível com os combustíveis.</li>
</ol> <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig3.jpg"> Figura 3: passos para célula de carga de entrada de dados de interface de controle de instrumento calibração. (uma) janela de configuração inicial de ponte com ganho de configuração e habilitar caixa (b) janela para primeira fase de calibração de célula de carga (c) janela para segunda fase de calibração de célula de carga (d) janela por último fase de calibração de célula de carga, o arquivo é salvo aqui e registro de dados foi iniciado. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig3large.jpg" target="_blank"> clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
 3. preparação do Chaparral e Excelsior combustível camas Nota: cada experimento usa 2 kg de chamise ao vivo e 0,5 kg de excelsior (madeira de álamo tremedor desfiada).
<ol><li>Da pilha de combustível coletado para gravação, coletar várias garrafas de cerveja-1 de combustível (3-4 garrafas).
	<ol><li>Siga os procedimentos delineados pelo compatriota e Dean para amostras secas de forno e obter combustível umidade conteúdo 30.</li>
	</ol></li> <li>Aparar ramos individuais de um pacote de chamise recentemente colhido para remover o material morto e ramo material maior que ¼ de polegada de diâmetro. Coloque o material ao vivo de combustível restante no recipiente para pesagem.</li>
	<li>Selecione 2 kg da chamise aparada e 0,5 kg de excelsior usando uma balança electrónica. Lugar 0,5 kg da excelsior para a plataforma de cama de superfície combustível no piso do túnel de vento, garantindo que a densidade é mais uniforme possível. Para fazer isso, uma quantidade conhecida da excelsior, colocando sobre uma área conhecida profundidade.</li>
	<li>Puxar separado (buço) excelsior compactado para diminuir sua densidade, assim ele vai queimar prontamente. carregar 2kg de chamise aparada na plataforma pendurado as células de carga para criar a cama de combustível elevados. Distribuídas regularmente os ramos chamise sobre a plataforma inteira para produzir uma cama de combustível uniforme.</li>
</ol> 4. Arranjo de termopar Nota: Termopares tipo K são usados para medir a temperatura de ambas as camas de combustível. Os dados são coletados através de um sistema de aquisição de dados controlado com um gráfica personalizada do usuário interface (consulte a tabela de materiais para o software de projeto do controlador). Os termopares recomendados para uso são 24 pares termoeléctricos AWG, com um tempo de resposta de 0,9 s.
<ol><li>Conectar uma matriz de dezesseis 24 termopares AWG (diâmetro do condutor: 0,51054 mm) para um registrador de dados (tempo de resposta: 0,9 s).</li>
	<li>Inserir a camada de combustível coroa 6 termopares. Coloque esses pedaços de 20 cm de termopares e evitar o contato de termopares com ramos. Insira 10 termopares na camada de superfície do combustível. Coloque estes termopares de superfície combustível 10cm separados e evitar o contato de termopares com ramos (ver Figura 4).</li>
	<li>Ativar o registro de dados clicando o " iniciar " botão na interface do software de controle do termopar.</li>
</ol> <img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig4.jpg"> Figura 4: diagrama de superfície e coroa combustível camas com matriz de termopar localização. Aqui 6 termopares foram inseridos na camada de combustível coroa 20 cm afastados uns dos outros. 10 termopares foram inseridos na camada de superfície de combustível 10 centímetros distante. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig4large.jpg" target="_blank"> clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
 5. configuração de aquisição de imagem alvo de referência <ol><li>monte o visual que tem marcas vermelhas com intervalos de 10 cm acima da janela do túnel de vento. Use este destino como referência para determinar a altura da chama do experimento vídeo. 
	Nota: Alturas de flama de amostra são apresentadas na Figura 5.</li>
	Coleção de <li>dados fotográficos de instalação. Com foco na área de testes de túnel de vento, ajustar o foco da câmera a fim de capturar o alvo de toda referência vertical, bem como a área da cama combustível.</li>
	<li>Coleta de dados de câmera de vídeo de instalação. Montar a câmera de vídeo com uma câmera universal de montagem de parede na parede para fornecer uma visão completa da seção de teste do túnel de vento.</li>
</ol> <img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig5.jpg"> Figura 5: fotografia de altura de chama amostra de uma típica experiência. O alvo visual azul com marcação vermelha serve como referência para determinar a altura da chama do vídeo experimento. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig5large.jpg" target="_blank"> clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
 6. configuração de fluxo Nota: O túnel de vento é equipado com um ventilador de velocidade variável. O fluxo de ar no túnel de vento foi previamente calibrado para a velocidade do ventilador. Para atingir a velocidade desejada do vento, a velocidade de rotação do ventilador (em Hz) está selecionada. Nas experiências presentes, foram estudados sem vento e casos de fluxo de vento 1 m/s.
<ol><li>Definir a velocidade do ventilador de 1 m/s no controlador de velocidade. Ligue o ventilador para garantir que ele está funcionando corretamente.</li>
	<li>Desligar o ventilador. Agora está pronto para uso. 
	Nota: O edifício de queimadura é projetado para realizar experimentos de fogo com segurança enquanto evacuando fumaça do espaço de trabalho. Notificar as autoridades locais do fogo que os experimentos estão sendo realizados para eliminar a ocorrência de falsos alarmes.</li>
	<li>Fechar todas as portas no edifício para garantir que as aberturas de ventilação do telhado são a única possível saída para fumos.</li>
	Fãs de <li>Ligue a alimentação de ar para trazer ar fresco de fora do prédio no nível do chão. Ligar os exaustores para evacuar fumo através da ventilação do telhado. 
	Nota: Isto irá estabelecer uma baixa velocidade, o fluxo de ar de alto volume de fora do edifício que se eleva verticalmente devido à diferença de pressão ligeira e as aberturas do telhado.</li>
	<li>Antes de cada experiência, use um higrômetro de bulbo úmido para medir a umidade relativa e temperatura do ar ambiente.</li>
</ol> 7. Ignição (implementar simultaneamente com a etapa 8) Nota: O processo de ignição deve ser conduzido da seguinte maneira por membro da equipa de ignição. Para maior segurança, recomenda-se que um segundo tripulante permanecem perto da área de teste durante a ignição.
<ol><li>Quando instruído a ' inflamar ', mergulhe a ponta da cama excelsior superfície combustível com álcool etílico desnaturado. Coloque a garrafa de álcool longe da zona de ignição e usando uma tocha de butano, inflamar o fim da cama em uma linha paralela à borda da cama combustível combustível de superfície. Ser observador como o encharcada de álcool combustível prontamente vai inflamar.</li>
	<li>, Uma vez que a cama de combustível tem sido incendiada, saia a seção de teste e feche a porta do túnel. Se o vento é necessário para o experimento, ligue o ventilador de túnel de vento.</li>
</ol> 8. Iniciar Executar Experimental Nota: após verificar o experimento está corretamente configurado, as câmaras devem ser iniciadas.
<ol><li>Ligue a câmera de vídeo para gravar.</li>
	<li>Falar em voz alta o número/código do experimento, a data e configuração experimental para o microfone da câmera de vídeo grava essas informações.</li>
	<li>Instruir a tripulação do computador para iniciar o registro de dados marcando o " habilitar o log de dados " opção na interface de controle do instrumento (ver Figura 3d, i. 1). Instrua a pessoa de ignição para inflamar o combustível. Uma vez que o membro da tripulação de ignição saídas do túnel de vento, instruir o tripulante de vento para começar o fã de túnel de vento. Este será o início do experimento, onde o tempo é zero (t = 0).</li>
</ol>

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</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

A capacidade de medir a massa de combustível elevados durante todo o experimento foi uma das principais vantagens da técnica aqui apresentada. Estudos anteriores abordando o fogo do chaparral concentraram-se em qualquer início de incêndio coroa única ou apenas em superfície espalhar, mas não ambos. Tais estudos têm quantificado a possibilidade de ignição na camada de coroa e tem deixado o estudo da propagação de futuro trabalho23. Nossa metodologia permite a medição da perda de massa, distribuição...

Em 2016, o estado da Califórnia experimentou um total de 6.986 incêndios na floresta, consumindo 564.835 acres1, custando milhões de dólares em danos e põe em risco o bem-estar de centenas de pessoas. Por causa do clima mediterrâneo regional, uma fonte de combustível principais para estes incêndios são de comunidades de vegetação de chaparral2. Fogo no chaparral pode ser considerado um fogo de coroa desde o principal combustível que queima é elevada3. Co-existentes com a camada de coroa predominantemente ao vivo, é a camada de combustível morto de superfície, que consiste de elenco folhagem, galhos e plantas herbáceas que crescem sob e entre os arbustos individuais. Fogo mais facilmente se iniciará na camada de superfície morta de combustível. Uma vez que o fogo de superfície inflama, o fogo pode transição para a camada de coroa, onde a energia liberada pelo fogo aumenta dramaticamente. Enquanto chaparral fogos normalmente tem sido modelados como um fogo se espalhando em combustíveis profunda superfície4, houve estudo limitado de chaparral incêndios como fogos de coroa.

Características de coroa no chaparral, incluindo a forma das partículas de folhagem, diferem de floresta boreal de conífera, onde ocorreu a maioria das pesquisas. Numerosos estudos de escala de laboratório e de campo têm investigado vários aspectos de um incêndio dinâmica6,5,7,3,8,9,10 ,11,12. Dentro do Reino de experimentos de laboratório, vários estudos examinaram a influência dos parâmetros tais como vento e propriedades de combustível na coroa de chaparral fogo comportamento. Iniciação na presença de duas camas de combustível discreta coroa de fogo Lozano7 analisado características da coroa. Em Tachajapong et al . 3, superfície discreto e coroa camadas foram queimadas dentro de um túnel de vento e o fogo de superfície foi caracterizado. Iniciação de fogo coroa única foi totalmente descrita deixando a análise completa de propagação para o futuro trabalho. Li et al. 11 informou sobre a propagação da chama embora arbustos único chaparral. Em trabalhos relacionados, Cruz et al . 10 , 9 desenvolveu um modelo para prever a ignição de conífera folha acima um espalhando fogo de superfície. Características de queima de combustíveis de chaparral tem sido exploradas em estudos experimentais de combustíveis em massa e indivíduo deixa13,14,15,16. Dupuy et al 13 estudou as características ardentes de agulhas do Pinus pinaster e excelsior pela queima de combustíveis em cestas cilíndricas. Observaram que destes combustíveis, chama altura foi relacionada a taxa de liberação de calor através de uma lei de potência de dois quintos, como foi noticiado anteriormente na literatura17,18. Sun et al . 14 queimar combustíveis chaparral em cestas cilíndricas semelhantes para analisar as características de queima de combustíveis de chaparral três: chamise (Adenostoma fasciculatum), ceanothus (Ceanothus crassifolius) e manzanita ( Arctostaphylos glandulosa).
Motivado pelos resultados de estudos de laboratório acima mencionado, nosso objetivo aqui é apresentar uma metodologia para caracterizar a propagação nas camadas de superfície tanto arbusto coroa. Além disso, pretendemos esclarecer algumas das principais características que determinam o grau de interação da camada de superfície-coroa. Para este fim, nós desenvolvemos uma metodologia de laboratório experimental para estudar a transição vertical de um fogo que arde em um combustível de superfície florestal para um fogo se espalhando em um combustível elevado do arbusto. Esses tipos de incêndios, tradução do fogo para a coroa de arbusto, conhecido como coroamento, pode ser seguida por propagação sustentada sob certas condições. Em geral, comportamento de fogo do chaparral é ditado pela topografia, clima e combustível19. Tem sido demonstrado que vento afeta a taxa de liberação de energia em combustíveis5,3,8,20.
Fogo que se espalhou em combustíveis porosas pode ser visto como uma série de transições ou limites que devem ser cruzados para ser bem sucedido,21. Energeticamente, uma partícula de combustível inflama-se a quantidade de calor que ele recebe resulta em uma mistura de gases que reagem com êxito com o oxigênio. A chama resultante se espalha-se o calor de partícula ardente incendeia uma partícula de combustível adjacentes. O fogo se espalha pelo chão se é capaz de atravessar as lacunas entre os elementos de combustível combustíveis. Se a chama de um fogo de superfície é capaz de propagar-se verticalmente para a coroa de arbustos e árvores, uma mudança significativa no comportamento do fogo, incluindo taxas de liberação de calor aumentada, é frequentemente observada devido a uma maior disponibilidade de combustível. Energia térmica dinâmica nos fogos do wildland abrange várias escalas, a partir da escala muito grande, tanto em megaincêndios que geralmente exigem modelagem climatológica, a pequena escala que exigem modelagem de cinética química escala. Aqui, nós lidamos com comportamento de escala de túnel de vento laboratório de modelagem; para estudos de combustão de celulose em escala química, o leitor é referido por obras como Sullivan et al 22
Desde 2001, temos realizado uma variedade de experimentos, examinando alguns do laboratório escala energia limiares23,8,24,25,26, 27, com ênfase em combustíveis vivos associados chaparral. Enquanto ao ar livre, medições de fogo podem fornecer resultados mais naturais, o ambiente controlado de túnel de vento permitem delineação do impacto dos vários parâmetros. Por exemplo, controlar o vento, é especialmente importante para chaparral coroa incêndios ocorrem em regiões como o sul da Califórnia, onde os ventos tipo foehn, conhecidos como ventos de Santa Ana, são drivers típicos de eventos de fogo. Porque um grande motivador para a metodologia descrita aqui é estudar o efeito do vento e outros parâmetros controlados no chaparral propagação de fogo, este estudo foi realizado em um túnel de vento de escala de laboratório. O leitor é direcionado para o trabalho por Silvani et al 28 para medições de campo de temperatura em chaparral incêndios semelhantes aos aqui apresentados. Para medições de campo sobre o efeito do vento na propagação do fogo, por favor consulte Morandi et al 29
Vários parâmetros que influenciam a propagação nos combustíveis chaparral foram analisados experimentalmente através da quantificação da probabilidadede fogo espalhou-se sucesso no combustível elevado camas8. O estudo experimental atual envolve uma metodologia desenvolvida estudar o fogo coroa de chaparral espalhados por modelagem de superfície combustíveis e combustíveis coroa dentro da seção de teste de um túnel de vento de baixa velocidade. O combustível de superfície é modelado com excelsior (madeira secada desfiada). A cama de combustível superfície é colocada no nível do solo de túnel de vento sobre uma escala padrão (ver Figura 1). Representando a cama de combustível de coroa, uma cama de combustível com chamise foi colocada sobre a cama de combustível superfície suspendendo o combustível de uma plataforma montada sobre o quadro de túnel de vento (ver Figura 1). Ambas as camas de combustível são instrumentadas para temperatura e medições de perda de massa; geometria da flama é obtida a partir de gravações em vídeo das experiências. Parâmetros medidos incluem a taxa de perda de massa, teor de umidade do combustível e a umidade relativa do ar. Parâmetros controlados foram a presença de vento, a distância entre a superfície do combustível cama e cama de combustível de coroa e a presença de combustível de superfície. A taxa de perda de massa medido pode ser usada para calcular a taxa de liberação de calor, que é definida como: 
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq1.jpg"> onde h é o calor de combustão do combustível, m é a massa de combustível, e t é o tempo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig1.jpg"> 
Figura 1: configuração experimental de túnel de vento. Locais da coroa combustível cama, a cama de combustível de superfície e o ventilador do túnel foram chamadas para sua conveniência. A cama de combustível superfície é colocada no nível do solo de túnel de vento sobre uma escala padrão. Representando a cama de combustível de coroa, uma cama de combustível com chamise foi colocada sobre a cama de combustível superfície suspendendo o combustível de uma plataforma montada sobre o quadro de túnel de vento. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Experimentos têm-se centrado na compreensão do comportamento do chaparral coroa fogos, particularmente a ignição, mecanismos de propagação da chama e propagação de chama velocidades frontal e taxas de consumo de combustível. Para estudar a interação entre um fogo de superfície e um fogo da coroa, foram queimados seis configurações de superfície e coroa camas de combustível com e sem fluxo de vento aplicada, no túnel de vento: coroa combustível somente com e sem vento (2), coroa e camas de combustível separadas por de superfície duas distâncias com e sem vento (4). A tabela 1 resume as configurações experimentais com as 6 classes experimentais. Na tabela, o parâmetro de cama de combustível superfície denota se superfície combustível esteve presente durante o experimento, o parâmetro de vento refere-se à presença de vento e altura de coroa refere-se a distância entre o fundo da cama de combustível a coroa e a parte inferior da superfície cama de combustível. Umidade do combustível foi medida para cada experimento mas não controlada, teor de umidade média de combustível foi 48%, Considerando que os valores mínimos e máximo foram 18% para 68%, respectivamente.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Classe</td>
			<td>Cama de superfície de combustível</td>
			<td>Vento</td>
			<td>Altura da coroa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A</td>
			<td>Ausente</td>
			<td>Sem vento</td>
			<td>60 ou 70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B</td>
			<td>Ausente</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 ou 70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C</td>
			<td>Presente</td>
			<td>Sem vento</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D</td>
			<td>Presente</td>
			<td>Sem vento</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E</td>
			<td>Presente</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F</td>
			<td>Presente</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1: experimentar configurações. Aqui o parâmetro de cama de combustível superfície denota se superfície combustível esteve presente durante o experimento, o parâmetro de vento refere-se à presença de vento e altura de coroa refere-se a distância entre o fundo da cama de combustível a coroa e a parte inferior da cama superfície combustível.
Uma balança electrónica medido superfície combustível massa e nós desenvolveu um sistema de perda de massa personalizada para a camada de coroa. O sistema consistia de células de carga individual conectadas a cada canto da cama suspensa de combustível. Câmeras de vídeo do consumidor da classe gravou as chamas visuais; processamento de imagem de dados visuais usando um script personalizado gerado chama características incluindo altura e ângulo. Foi desenvolvido um programa para converter quadros de vídeo do RGB (vermelho/verde/azul) codifica para preto e branco através de um processo de limiarização de intensidade da luz. A borda da chama foi obtida os quadros de vídeo preto e brancos. Altura máxima de chama foi definida como o ponto mais alto da borda chama, alturas chama instantânea também foram obtidas. Em uma imagem, chama altura foi medida a partir da base da cama combustível ao ponto máximo vertical da chama. Todos os códigos de processamento, bem como a interface de controle de instrumento projetado para este protocolo foram disponibilizada pelos autores aqui através de seu site de acesso do software. Recolher o combustível ao vivo localmente e conduzindo as queimaduras experimentais dentro de 24 h minimizar a perda de umidade. Uma matriz de termopar gravou a temperatura do combustível cama em direção stream-wise do vento, permitindo o cálculo da taxa de propagação. A Figura 1 mostra um diagrama da instalação de cama do combustível junto com o arranjo de termopar. Acompanhar os detalhes do protocolo experimental.

<table><tbody><tr><td>Wind Tunnel Instrumentation</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>DAQ-9178 CompactDAQ Chassis</td><td>National Instruments</td><td>781156-01</td><td></td></tr><tr><td>NI-9213 Módulo de Entrada de Temperatura Série C</td><td>National Instruments</td><td>785185-01</td><td></td></tr><tr><td>NI SignalExpress para Windows</td><td>National Instruments</td><td>779037-35&nbsp;</td><td>Versão mais recente, versão mais antiga usada para experimento</td></tr><tr><td>Elementos de Termopar Isolados Nextel de Alta Temperatura</td><td>Omega</td><td>XC-24-K-18</td><td></td></tr><tr><td>Fio de Extensão de Termopar com Fio Revestido de Polivinil e Trança de Cobre Estanhado</td><td>Omega</td><td>EXPP-K-24S-TCB-P</td><td></td></tr><tr><td>Conectores Miniatura de Ultra Alta Temperatura</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>Descontinuado, Novo Modelo Out</td></tr><tr><td>Kestrel 3000 Medidor de Tempo de Bolso</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>Modelo Descontinuado</td></tr><tr><td>5 Kg Micro Load Cell (X4)</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-118</td><td>Strain Gauge Load Cell</td></tr><tr><td>Phidget PhidgetBridge Wheatstone Bridge Sensor Interface</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-107</td><td>Interfaces com 4 células de carga, realiza amplificação de sinal</td></tr><tr><td>#2 Stainless S-Biner (X4)</td><td>Home Depot</td><td>SB2-03-11</td><td>Mosquetões de portão de mola dupla usados para Monte as células de carga</td></tr><tr><td>2 pol. C-Clamp de Ferro Maleável</td><td>Home Depot</td> <td># 4011</td><td>Usado para montar células de carga</td></tr><tr><td>Nome</td><td>Empresa</td><td>Número de Catálogo</td><td>Comentários</td></tr><tr><td>Equipamento de Proteção Pessoal</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Camisa Nomex de Bombeiro Florestal</td><td>GSA Advantage</td><td>SH35-5648</td><td></td></tr><tr><td>Fireline 6 oz Calças de Fogo Selvagem</td><td>GSA Advantage</td><td>139702MR SEV16</td><td></td></tr><tr><td>Nome</td><td>Empresa</td><td>Número de Catálogo<</td><td>strong>Comentários</td></tr><tr><td>Combustíveis</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chamise</td><td>Coletado in situ</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Madeira Desfiada Natural Excelsior - Natural Coarse 50 lbs bail</td><td>Paper Mart</td><td>21-711-88</td><td></td></tr><tr><td>Bernzomatic UL100 Kit de Tocha de Propano Básico</td><td>Home Depot</td><td>UL100KC</td><td></td></tr><tr><td>Álcool isopropílico</td><td>Loja de conveniência</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Nome</td><td>Empresa</td><td>Número de Catálogo</td><td>Comentários</td></tr><tr><td>Vídeo e Fotografia</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Câmera DSLR Nikon D3000 10.2-MP com sensor de formato DX e 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR Câmera</td><td></td><td></td><td></td></tr> de <tr><td>vídeo Sony Handycam filmadora DCR-SX85</td><td>Amazon.com</td><td>DCR-SX85</td><td></td></tr><tr><td>Nome</td><td>Empresa</td><td>Número de catálogo</td><td>Comentários</td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NI LabView</td><td>National Instruments</td><td>Versão para Estudantes</td><td>Usado para controle de instrumentos e interface</td></tr><tr><td>MATLAB Versão para Estudantes (MATLAB_R2014a)</td><td>Mathworks</td><td>Versão para Estudantes&nbsp;</td><td>Usado para pós-processamento de dados, incluindo processamento de imagem</td></tr></tbody></table>

experiências de túnel de vento para estudar chaparral coroa fogos

Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

O presente protocolo apresenta uma técnica de laboratório projetada para estudar a propagação e ignição de fogo do chaparral coroa. Experimentos foram conduzidos em um túnel de vento de fogo de baixa velocidade onde duas camadas distintas de combustível foram construídas para representar os combustíveis de superfície e coroa no chaparral. Chamise, um arbusto de chaparral comum, composto por camada de coroa ao vivo. A camada de superfície do combustível morto foi construída com excelsior (madeira picada). Desenvolvemos uma metodologia para medir a perda de massa, temperatura e a altura para ambas as camadas de combustível da flama. Termopares colocados em cada camada estimada de temperatura. Uma câmera de vídeo capturou a chama visível. Pós-processamento de imagens digitais rendeu chama características incluindo inclinação altura e chama. Um instrumento de perda de massa de coroa personalizado desenvolvido pela medida da evolução da massa da camada de coroa durante a queima. Tendências em massa de perda e temperatura obtidos usando a teoria de técnica de correspondência e outros estudos empíricos. Neste estudo, apresentamos os procedimentos experimentais detalhados e informações sobre a instrumentação utilizada. Os resultados representativos para a taxa de perda de massa de combustível e temperatura arquivado dentro da cama de combustível também incluídos e discutidos.

Coroa e superfície chama altura dados foram obtidos a partir dos dados de vídeo. Tendências de altura típica chama para experiências é apresentada na Figura 6. Comportamento de altura chama seguido que encontrou no sol et al 14
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig6.jpg"> 
Figura 6: estimada a altura de chama coroa.</str...

Este protocolo descreve experiências de túnel de vento projetadas para estudar a transição de um fogo de chão para o dossel de arbustos de chaparral.

Experiências de túnel de vento para estudar Chaparral coroa fogos

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

O objetivo geral desta metodologia é esclarecer algumas das principais características que ditam o grau de interação da camada superficial da coroa em incêndios de copa chaparral. Esse método pode ajudar a responder a perguntas-chave no campo de incêndios florestais, como as condições que ditam a transição bem-sucedida e a disseminação para a camada da copa. A principal vantagem dessa técnica é que ela permite a medição da perda de massa de temperatura tanto para a camada de combustível da superfície quanto para a camada de combustível da coroa.Para começar, modifique quatro grampos C prendendo mosquetões de porta de mola dupla através do orifício na extremidade do parafuso de fixação. Use esses mosquetões para suspender o leito de combustível da coroa. Usando um conjunto diferente de grampos C, fixe cada célula do medidor de carga na parte superior da estrutura do túnel de vento.Em seguida, prenda os grampos C modificados na extremidade livre das células do strain gauge com os mosquetões pendurados. Use correntes para conectar a plataforma do leito de combustível da coroa a um mosquetão. Conecte seus fios à ponte de pedra de ervas daninhas, que será usada para aquisição de dados.C

wind-tunnel-experiments-to-study-chaparral-crown-fires

Research

JoVE Journal

Engineering

Engenharia

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