Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

تجارب نفق الرياح لدراسة حرائق التاج قال

Published: November 14, 2017 doi: 10.3791/56591
Automatic Translation
1, 1, 2, 2, 1, 2, 1
1Department of Mechanical Engineering, University of California, Riverside, 2Pacific Southwest Research Station, USDA Forest Service

Summary

ويصف هذا البروتوكول نفق الرياح تجارب تهدف إلى دراسة انتقال النار من الألف إلى الياء لاديم شجيرات البلوط.

Abstract

ويقدم هذا البروتوكول مختبر تقنية تهدف إلى دراسة قال التاج اشتعال الحريق وانتشاره. وأجريت تجارب في نفق رياح نار سرعة منخفضة حيث تم إنشاء اثنين من طبقات متميزة من الوقود لتمثيل الوقود السطحية والتاج في البلوط. شمس، شجيرة البلوط مشتركة، تتألف طبقة التاج حية. الطبقة السطحية الوقود الميت شيد مع اكسلسيور (تمزيقه الخشب). قمنا بتطوير منهجية لقياس الكتلة المفقودة، درجة الحرارة، ولهب الطول بالنسبة لكل الطبقات الوقود. المزدوجات الحرارية وضع في كل طبقة تقدر درجة الحرارة. كاميرا الفيديو التقاط الشعلة المرئية. بعد معالجة الصور الرقمية أسفرت عن خصائص اللهب بما في ذلك ارتفاع اللهب وآماله. أداة فقدان كتلة تاج مخصصة تطويره داخليا قياس تطور كتلة طبقة التاج أثناء الحرق. اتجاهات الخسارة ودرجة الحرارة الشامل التي تم الحصول عليها باستخدام تقنية مطابقة النظرية والدراسات التجريبية الأخرى. في هذه الدراسة، ونحن نقدم إجراءات تجريبية مفصلة ومعلومات حول الأجهزة المستخدمة. كما شملت نتائج تمثيلية لمعدل فقدان كتلة الوقود ودرجة الحرارة المحفوظة داخل السرير الوقود وناقش.

Introduction

في عام 2016، شهدت ولاية كاليفورنيا ما مجموعة 6,986 حرائق البراري، تستهلك فدان 564,8351، التكاليف الملايين من الدولارات من الأضرار، والمخاطرة بالعافية المئات من الناس. بسبب مناخ البحر الأبيض المتوسط الإقليمي، هي مصدر وقود رئيسي لهذه الحرائق قال الغطاء النباتي المجتمعات المحلية2. ويمكن اعتبار الحريق انتشر في قال حريق تاج منذ التي تحرق الوقود الرئيسي هو ارتفاع3. تتعايش مع طبقة التاج يعيش معظمها، هي الطبقة السطحية الميت الوقود، الذي يتألف من أوراق الشجر المدلى بها، والفروع، والنباتات العشبية التي تنمو تحت وبين الشجيرات فرادى. وسيشرع النار بسهولة أكبر في الطبقة السطحية الميت الوقود. متى يشعل الحرائق السطحية، قد انتقال الحريق إلى طبقة التاج حيث تزداد الطاقة المنبعثة من الحريق بشكل مفاجىء. في حين قد تم على غرار الحرائق قال عادة كنار تنتشر في عمق سطح الوقود4، كان هناك دراسة محدودة للحرائق قال كحرائق التاج.

تختلف خصائص التاج في البلوط، بما في ذلك الشكل الجسيمات، وأوراق الشجر من الغابات الصنوبرية الشمالية، التي حدث فيها معظم البحوث. وحققت العديد من الدراسات المختبرية والميدانية مقياس مختلف جوانب الهشيم ديناميات6،5،،من73،،من89،10 ،،من1112. ضمن نطاق التجارب المختبرية، قد درست عدة دراسات تأثير المعلمات مثل الرياح وخصائص الوقود على التاج قال النار السلوك. لوزانو7 دراسة الخصائص للتاج النار بدء حضور سريرين منفصلة من الوقود التاج. في تاتشاجابونج et al. 3وسطح المنفصلة وطبقات التاج أحرقت داخل نفق الرياح واتسمت الحريق السطحي. ووصف بدء الحريق التاج فقط تماما ترك التحليل الكامل لانتشار للعمل في المستقبل. لي et al. 11 تقريرا عن انتشار لهب على الرغم من الشجيرات قال واحد. وفي ما يتصل العمل، كروز et al. 10 , 9 وضع نموذج للتنبؤ بالاشعال من أوراق الشجر الصنوبرية أعلاه انتشار نيران سطحية. تم استكشاف خصائص حرق الوقود قال في الدراسات التجريبية لمعظم أنواع الوقود ويترك الفرد13،14،،من1516. دوبوي et al. 13 دراسة خصائص حرق بيناستير صنوبر الإبر ونجارة بحرق الوقود في سلال أسطوانية. ولاحظوا أنه في هذه الأنواع من الوقود، ارتفاع اللهب يتصل بمعدل الحرارة عن طريق قانون سلطة خمسي كما أفيد سابقا بالأدب17،18. شمس et al. 14 حرق الوقود قال في سلال أسطواني مماثل لتحليل خصائص حرق ثلاثة أنواع من الوقود قال: مانزانيتا ( تشاميسي (فاسسيكولاتوم أدينوستوما) وسيانوثوس (كراسيفوليوس سيانوثوس) جلاندولوسا عنب).

بدافع من نتائج الدراسات التي أجريت في المختبرات المذكورة آنفا، هدفنا هنا تقديم منهجية لوصف انتشار في طبقات التاج السطح والجنبات. وعلاوة على ذلك، نحن نهدف إلى توضيح بعض الخصائص الأساسية التي تملي درجة التفاعل الطبقة السطحية-التاج. ولهذا الغرض، قمنا بتطوير منهجية مختبر تجريبي لدراسة الانتقال الرأسي لإطلاق النار مشتعلة في البراري وقود سطحية لحريق ينتشر في وقود شجيرة مرتفعة. في هذه الأنواع من حرائق، ترجمة للحريق للتاج الشجيرة، المعروفة باسم التتويج، يمكن أن يتبعه انتشار مستمر تحت الظروف المناسبة. وبصفة عامة، قال النار سلوك تمليه الطوبوغرافيا والطقس، والوقود19. فقد ثبت أن الرياح تؤثر على معدل الإفراج عن الطاقة في الوقود5،3،،من820.

يمكن اعتبار سلسلة من التحولات أو العتبات التي يجب تجاوزها لتكون ناجحة21الحريق انتشر في الوقود المليئة بالثغرات. نشاط، يشعل جسيمات وقود إذا كانت كمية الحرارة التي يتلقاها ينتج خليط غازات التي تتفاعل بنجاح مع الأكسجين. ينتشر اللهب الناتجة عن ذلك إذا كانت الحرارة من الجسيمات حرق يشعل جسيمات وقود مجاورة. الحريق ينتشر في جميع أنحاء الأرض إذا كانت قادرة على عبور الفجوات بين عناصر الوقود القابلة للاحتراق. إذا كان قادراً على نشر عمودياً إلى التاج للشجيرات والأشجار شعلة النيران السطحية، كثيرا ما لوحظ تغير كبير في سلوك النار، بما في ذلك معدلات إطلاق الحرارة زيادة، نتيجة زيادة توافر الوقود. تشمل ديناميات الطاقة الحرارية في حرائق عدة جداول، من حجم كبير جداً، مثل في الحرائق الضخمة التي غالباً ما تتطلب النمذجة المناخية، إلى الصغيرة الحجم تتطلب النمذجة الحركية مقياس الكيميائية. وهنا، نحن نتعامل مع مختبر نفق الرياح مقياس السلوك النمذجة؛ مقياس الكيميائية السليلوز الاحتراق الدراسات، ويحال القارئ إلى المصنفات مثل سوليفان et al. 22

ومنذ عام 2001، وقد أجرينا مجموعة متنوعة من التجارب دراسة بعض المختبرات مقياس الطاقة عتبات23،،من824،25،26، 27، مع تركيز على الوقود الحية المرتبطة مع البلوط. بينما في الهواء الطلق القياسات لإطلاق النار قد توفر نتائج أكثر واقعية، تسمح البيئة التي تسيطر عليها من نفق الرياح لتحديد أثر البارامترات المختلفة. على سبيل المثال، التحكم بالرياح، ويكتسي أهمية خاصة لقال التاج الحرائق التي تحدث في مناطق مثل جنوب كاليفورنيا حيث الرياح نوع الفون، المعروفة برياح سانتا أنا، برامج نموذجية لإحداث إطلاق النار. لأنه حافز كبير للمنهجية الموصوفة هنا دراسة تأثير الرياح والمعلمات الأخرى التي تسيطر عليها في قال النار انتشار، أنجزت هذه الدراسة في نفق رياح مقياس مختبر. ويدير القارئ إلى الأعمال سيلفاني et al. 28 للقياسات الميدانية لدرجة الحرارة في حرائق قال مماثلة لتلك المعروضة هنا. لقياسات ميدانية على التأثير الرياح على انتشار الحريق، الرجاء راجع موراندي et al. 29

العديد من المعلمات التي تؤثر على الانتشار في الوقود قال قد تم تحليلها تجريبيا بالتحديد الكمي لاحتمالالحريق ينتشر النجاح في الوقود المرتفعة أسرة8. وتشمل الدراسة التجريبية الحالية منهجية وضعت للدراسة قال التاج الحريق ينتشر عن طريق النمذجة السطحية الوقود والوقود التاج داخل قسم الاختبار في نفق الرياح سرعة منخفضة. وعلى غرار الوقود السطحية مع اكسلسيور (الخشب المجفف تمزيقه). يتم وضع سرير الوقود السطحية في الطابق الأرضي من نفق الرياح على نطاق قياسي (انظر الشكل 1). تمثل السرير الوقود التاج، وضع على سرير وقود مع شمس على السرير الوقود السطحية بواسطة تعليق الوقود من منصة محمولة على الإطار نفق الرياح (انظر الشكل 1). كل أسرة الوقود يتم تجهيزها لدرجة الحرارة والقياسات فقدان الكتلة؛ يتم الحصول على هندسة اللهب من تسجيلات الفيديو للتجارب. وتشمل معايير قياس معدل فقدان في الكتلة، ووقود محتوى الرطوبة والرطوبة النسبية للهواء. المعلمات التي تسيطر بوجود الرياح، المسافة بين سطح الوقود سرير وسرير الوقود التاج، ووجود سطح الوقود. يمكن استخدام معدل فقدان الكتلة المقاسة لحساب معدل إطلاق الحرارة، التي تعرف بأنها:
Equation 1
حيث h هو حرارة احتراق الوقود، m هو كتلة الوقود، و t هو الزمن.

Figure 1
رقم 1: الإعداد التجريبية نفق الرياح. قد وصفت مواقع السرير الوقود التاج والسرير الوقود السطحية، والمروحة النفق للراحة. يتم وضع السرير الوقود السطحية في الطابق الأرضي من نفق الرياح على نطاق قياسي. تمثل السرير الوقود التاج، وضع على سرير وقود مع شمس على السرير الوقود السطحية بواسطة تعليق الوقود من منصة محمولة على الإطار نفق الرياح. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

وركزت التجارب على فهم سلوك قال التاج الحرائق، ولا سيما من الاشتعال، آليات نشر اللهب وانتشار وسرعات استقبال الشعلة، ومعدلات استهلاك الوقود. قد أحرقت ستة تشكيلات من السطح ولي عهد أسرة الوقود مع أو بدون تدفق الرياح التطبيقية، دراسة التفاعل بين حريق سطحية وحريق تاج، في نفق الرياح: الوقود التاج فقط مع وبدون الرياح (2)، ولي العهد والسطحي أسرة الوقود مفصولة مسافات اثنين مع أو بدون الرياح (4). ويلخص الجدول 1 التكوينات تجريبية مع 6 فصول تجريبية. في الجدول، المعلمة سرير الوقود السطحية يدل على ما إذا كان الوقود السطحية كان حاضرا أثناء التجربة والمعلمة الرياح يشير إلى وجود الرياح وارتفاع التاج يشير إلى المسافة بين أسفل السرير الوقود التاج والجزء السفلي من السطح سرير الوقود. لكل تجربة قياس رطوبة الوقود لكن غير الخاضعة، الوقود متوسط الرطوبة كان 48%، بينما قيم الحد الأدنى والحد الأقصى بنسبة 18 في المائة إلى 68 في المائة، على التوالي.

الفئة سرير الوقود السطحية الرياح ارتفاع التاج
A غاب لا الرياح 60 أو 70 سم
ب غاب مرض التصلب العصبي المتعدد 1-1 60 أو 70 سم
ج الوقت الحالي لا الرياح 60 سم
د الوقت الحالي لا الرياح 70 سم
ه الوقت الحالي مرض التصلب العصبي المتعدد 1-1 60 سم
و الوقت الحالي مرض التصلب العصبي المتعدد 1-1 70 سم

الجدول 1: تجربة التكوينات. هنا المعلمة سرير الوقود السطحية تشير إلى ما إذا كان الوقود السطحية كان حاضرا أثناء التجربة والمعلمة الرياح يشير إلى وجود الرياح وارتفاع التاج يشير إلى المسافة بين أسفل السرير الوقود التاج والجزء السفلي من السرير الوقود السطحية.

مقياس إلكتروني قياس الوقود السطحية الجماهيري ونحن وضعت نظام فقدان أسلحة مخصصة لطبقة التاج. النظام يتألف من خلايا الحمل فردية متصلة بكل زاوية من السرير الوقود مع وقف التنفيذ. كاميرات فيديو الصف المستهلك سجلت السنة اللهب البصرية؛ تجهيز الصورة للبيانات المرئية باستخدام برنامج نصي مخصص إنشاء خصائص اللهب بما في ذلك الارتفاع وزاوية. ووضع برنامج لتحويل إطارات الفيديو من RGB (أحمر/أخضر/أزرق) الترميز إلى الأسود والأبيض من خلال عملية العتبة كثافة الضوء. تم الحصول على حافة اللهب من إطارات الفيديو أبيض وأسود. عرف أنه لهب أقصى ارتفاع أعلى نقطة من حافة اللهب، وتم أيضا الحصول على مرتفعات شعلة لحظية. في صورة، تم قياس ارتفاع اللهب من قاعدة السرير الوقود إلى أقصى نقطة العمودي اللهب. رموز تجهيز كافة فضلا عن واجهة التحكم أداة مصممة لهذا البروتوكول قد أتيحت بالكتاب هنا من خلال الموقع الوصول إلى البرامج. حصاد العيش الوقود محلياً وإجراء الحروق التجريبية خلال 24 ساعة التقليل من فقدان الرطوبة. وسجلت مجموعة الحرارية الوقود سرير درجة الحرارة في اتجاه الرياح ستريمويسي تمكين حساب معدل انتشار. ويبين الشكل 1 رسم تخطيطي من الإعداد سرير الوقود جنبا إلى جنب مع الترتيب الحرارية. اتبع تفاصيل البروتوكول التجريبي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تنبيه: تنطوي على عدة خطوات في البروتوكول التالي الأنشطة التي يحتمل أن تسبب الضرر، ضمان استخدام معدات الوقاية الشخصية المناسبة (معدات الوقاية الشخصية) وعقب بروتوكولات السلامة المتبعة بما في ذلك إطلاق النار مقاومة الملابس والنظارات الواقية.

1-"التاج الوقود سرير تحميل خلية الأجهزة الإعداد"

  1. 4 تعديل ج-المشابك عن طريق إرفاق carabiners البوابة الربيع المزدوج (انظر الجدول للمواد) من خلال ثقب دبوس في المشبك ' s نهاية المسمار (انظر الشكل 2). استخدام carabiners تعليق السرير الوقود التاج.
  2. باستخدام مجموعة مختلفة من ج-المشابك، إلصاق كل خلية قياس إجهاد التحميل إلى الجزء العلوي من الإطار نفق الرياح (انظر الشكل 2).
  3. تعديل إرفاق المشابك ج إلى نهاية خالية من الخلايا، وقياس الضغط مع carabiners المتدلية. إرفاق سلاسل إلى المنصة للسرير الوقود التاج.
  4. لتعليق منصة سرير الوقود التاج من الإطار نفق الرياح، تتصل بكل من سلاسل سرير الوقود التاج carabiner-
  5. مرة واحدة كل من خلايا الحمل أربعة يتم تحميلها كاملة ومتصلا بالسرير الوقود، وربط الأسلاك بهم إلى جسر ويتستون التي سيتم استخدامها للحصول على البيانات. تغطية خلايا الحمل مع النار العازلة المواد، مثل النوع المستخدم للملاجئ النار.

Figure 2
رقم 2: نفق الرياح التاج الوقود سرير تحميل خلية الأجهزة. () منظر أمامي (ب) تعديل ج-المشبك نفق الرياح مع سلسلة سرير الوقود carabiner ولي العهد الذي يدعم السرير الوقود التاج. (ج) تحميل خلية يعلق على الإطار نفق الرياح باستخدام المشبك ج. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

2-"تحميل المعايرة خلية"

ملاحظة: يتم تحويل الإشارات تنتجها خلايا الحمل إلى كتلة مكافئة من خلال:
Equation 2
حيث V هو الإشارة، عادة في بالميليفولت، A و B ثوابت يتحدد من خلال المعايرة، ويمثل m الكتلة بالجرام. يتم الحصول على كافة المعلمات في المعادلة (2) من خلال واجهة التحكم المخصصة الصك المتقدمة للأجهزة الجماعية التاج في هذا البروتوكول. عندما تستخدم أول استخدام النظام، والأوزان الدقيقة لمعايرة إشارة تحميل الخلية. الثوابت المعايرة وسيتم الحصول على A و B استناداً إلى الإشارات التي تنتج عند قياس الحمولة من هذه الأوزان الدقيقة. يحسب الثابت من:
Equation 3
حيث m t كتلة الوزن الدقة للمحاكمة، ث هو إشارة المنتجة مع الوزن تحميل تحميل الخلية، في حين ث، س يناظر الإشارة المنتجة عندما يتم تطبيق أي وزن في خلية التحميل.

  1. للحصول على معايرة ثابتة A، الأوزان الدقيقة هوك (مجموعة جيدة سيكون 200-500 جم) لتحميل الخلية الأولى. استخدام كتلة الأوزان الدقيقة ك معلمة م تي في المعادلة (3)-
  2. تعيين كسب تحميل خلية إلى 128 باستخدام الحقل رقم الإدخال كما هو موضح في الشكل 3، أولاً-1. وهذا يتوافق مع الحد الأقصى للقيمة المسموح بها من قبل الجهاز.
  3. قراءة الإخراج إشارة في الإخراج 0 من واجهة الصك (انظر الشكل 3b، i2). هذا هو معلمة ث في المعادلة (3)-
  4. Unhook الوزن وقراءة القيمة الجديدة المعروضة في واجهة الصك ( الشكل 3b، i2). هذه هي المعلمة ث، س.
  5. حساب A استناداً إلى المعلمات (م تي ، ث، ث، س) التي تم الحصول عليها في الخطوات 2.1 إلى 2.4 والمعادلات المقدمة-
  6. في واجهة وحدة تحكم، وملء Ch قيمة 0-M لكل جهاز استشعار بقيمة A التي تم الحصول عليها في الخطوة السابقة.
  7. للبحث عن قيمة الإزاحة، ب، إزالة كافة الأوزان، قراءة القيمة في ' "نواتج معايرة" (ز) ' مربع (انظر الشكل 3 جيم ، i2)، قم بضرب هذه القيمة-1. الرقم الناتج هو الثابت B، اكتب هذا الرقم في " بالإضافة " مربع 0-A Ch (انظر الشكل 3 جيم، أولاً-3).
  8. كرر الخطوتين 2.3-2.8 لكل خلية التحميل (0، 1، 2، 3)، وهو الآن النظام معايرة تماما؛ والمضي قدما لتحميل الأسرة بالوقود مع الوقود.

Figure 3
رقم 3: أداة تحكم واجهة البيانات إدخال الخطوات لتحميل خلية معايرة. () إطار الإعداد الأولية جسر مع الحصول على الإعداد وتمكين مربع (ب) إطار للمرحلة الأولى من تحميل الخلية المعايرة (ج) إطار للمرحلة الثانية من تحميل الخلية المعايرة (د) نافذة لآخر المرحلة لمعايرة خلايا التحميل، يتم حفظ الملف هنا وبدأ تسجيل البيانات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

3-إعداد البلوط وأسرة الوقود اكسلسيور

ملاحظة: يستخدم كل تجربة 2 كغم من شمس العيش و 0.5 كغ من اكسلسيور (خشب إسبن تمزيقه).

  1. من الكومة من جمعها لحرق الوقود، جمع عدة زجاجات 1 لتر من الوقود (3-4 زجاجات).
    1. اتبع الإجراءات التي رسمتها مواطنة ودين إلى فرن العينات الجافة والحصول على الوقود محتوى الرطوبة 30-
  2. تقليم فروع الفردية من حزمة من شمس المقطوع مؤخرا لإزالة مواد ميتة وفرع المواد أكبر من القطر ¼ بوصة. ضع المواد الحية الوقود المتبقية في الحاوية لوزنها.
    3. حدد
  3. 2 كغم من شمس المشذبة و 0.5 كغ من اكسلسيور باستخدام مقياس إلكترونية. ضع 0.5 كجم من اكسلسيور على منصة سرير الوقود السطحية في الطابق نفق الرياح، والتأكد من أن الكثافة كما موحدة قدر الإمكان. القيام بذلك عن طريق وضع كمية معروفة من اكسلسيور على مدى عمق منطقة معروفة.
    4. سحب
  4. عن بعضها البعض (زغب) اكسلسيور المضغوطة إلى إنقاص الكثافة حيث أنه سوف يحرق سهولة. تحميل 2 كيلوغرام من شمس قلصت إلى ساحة تتدلى من خلايا الحمل لإنشاء سرير الوقود المرتفعة. فروع شمس تنتشر بالتساوي في منهاج كامل لإنتاج وقود موحدة سرير.

4. ترتيب الحرارية

ملاحظة: نوع K المزدوجات الحرارية المستخدمة لقياس درجة الحرارة لكل أسرة الوقود. البيانات التي يتم جمعها عن طريق نظام الحصول على بيانات التي تسيطر مع مستخدم رسومية مخصصة الواجهة (انظر جدول مواد لتحكم تصميم البرمجيات). المزدوجات الحرارية الموصى بها للاستخدام من المزدوجات الحرارية AWG 24 مع وقت استجابة من 0.9 س.

  1. توصيل مجموعة من ستة عشر 24 AWG المزدوجات الحرارية (موصل القطر: مم 0.51054) إلى مسجل بيانات (وقت الاستجابة: 0.9 s).
  2. المزدوجات الحرارية 6 إدراج في طبقة الوقود التاج. ضع هذه المزدوجات الحرارية 20 سم عن بعضها البعض وتجنب الاتصال من المزدوجات الحرارية مع الفروع. إدراج 10 المزدوجات الحرارية في الطبقة السطحية من الوقود. ضع هذه المزدوجات الحرارية الوقود السطحية 10 سم عن بعضها البعض وتجنب الاتصال من المزدوجات الحرارية مع الفروع (انظر الشكل 4).
  3. تنشيط تسجيل البيانات عن طريق النقر " ابدأ " زر في واجهة برنامج التحكم الحرارية.

Figure 4
الشكل 4: رسم تخطيطي وقود السطحية ولي عهد أسرة مع صفيف الحرارية موقع. هنا تم إدراج 6 المزدوجات الحرارية في طبقة الوقود التاج 20 سم بعيداً عن بعضها البعض. تم إدراج 10 المزدوجات الحرارية في الطبقة السطحية الوقود 10 سم عن بعضها البعض. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

5. "الإعداد اقتناء الصورة"

  1. جبل البصرية الهدف مرجع يحتوي على علامات حمراء على فترات-10-سم فوق الإطار نفق الرياح. استخدم هذا الهدف كمرجع لتحديد ارتفاع اللهب من تجربة الفيديو.
    ملاحظة: يتم عرض عينة لهب مرتفعات في الشكل 5-
    2. جمع
  2. إعداد البيانات الفوتوغرافية. مع التركيز على منطقة اختبار نفق الرياح، ضبط تركيز الكاميرا لالتقاط الهدف إشارة الرأسي الكامل، فضلا عن منطقة سرير الوقود.
  3. الإعداد كاميرا فيديو جمع البيانات. جبل كاميرا فيديو مع كاميرا عالمية جبل جدار على الجدار لتقديم عرض كامل لقسم اختبار نفق الرياح.

Figure 5
رقم 5: صورة فوتوغرافية لمرتفعات اللهب عينة من تجربة نموذجية. يخدم الهدف المرئي الأزرق مع وضع علامة حمراء كمرجع تحديد ارتفاع اللهب من تجربة الفيديو. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

6-"تدفق الإعداد"

ملاحظة: نفق الرياح مجهز بمروحة متغيرة سرعة. وقد تم معايرة تدفق الهواء في نفق الرياح سابقا إلى سرعة المروحة. لتحقيق سرعة الرياح المطلوبة، يتم تحديد سرعة دوران المروحة (بالهرتز). درست في التجارب الحالية، لا الرياح وحالات تدفق الرياح 1 m/s.

تعيين
  1. سرعة المروحة إلى 1 m/s على وحدة التحكم بسرعة. قم بتشغيل المروحة التأكد من أن أنها تعمل بشكل صحيح.
  2. إيقاف المروحة. والآن جاهز للاستخدام.
    ملاحظة: تم تصميم المبنى حرق لإجراء تجارب إطلاق النار بأمان أثناء إجلاء الدخان من مساحة العمل. إخطار سلطات الإطفاء المحلية أن تجارب تجري حاليا للقضاء على حدوث إنذارات كاذبة.
  3. أغلق جميع الأبواب في المبنى للتأكد من وجود فتحات سقف المخرج الوحيد الممكن لإجلاء الدخان.
  4. بدوره على الهواء إمداد المشجعين لجلب الهواء النقي من خارج المبنى على مستوى الكلمة. قم بتشغيل مراوح العادم لإخلاء الدخان من خلال فتحات السقف.
    ملاحظة: هذا سوف ينشئ سرعة منخفضة، ارتفاع حجم تدفق الهواء من خارج المبنى الذي يرتفع عمودياً نتيجة اختلاف ضغط طفيف وفتحات السقف.
  5. قبل كل تجربة، واستخدم المصباح الرطب رطوبة لقياس الرطوبة النسبية ودرجة حرارة الهواء المحيط.

7. الإشعال (تنفذ في وقت واحد مع الخطوة 8)

ملاحظة: ينبغي إجراء عملية الإشعال كما يلي من قبل أفراد الطاقم الإشعال. لزيادة الأمان، من المستحسن أن تظل عضوا طاقم ثاني قرب منطقة الاختبار أثناء الإشعال.

  1. عندما أوعز إلى ' إشعال '، نقع الحافة الأمامية للسرير الوقود السطحية اكسلسيور مع التشويه والتحريف إيثيل الكحول. ضع زجاجة الكحول بعيداً عن منطقة الاشتعال، واستخدام شعلة غاز بوتان، إشعال نهاية السرير الوقود السطحية في خط مواز للحافة الأمامية للسرير الوقود. يمكن ملاحظ كما سوف يسهل إشعال وقود الكحول غارقة.
    2. تخرج من قسم اختبار
  2. مرة واحدة وقد أشعلت السرير الوقود، وإغلاق باب النفق. إذا كان مطلوباً الرياح للتجربة، قم بتشغيل المروحة نفق الرياح.

8. بدء "تشغيل تجريبي"

ملاحظة: عند التحقق من هذه التجربة بشكل صحيح الإعداد، يجب أن يتم تشغيل الكاميرات.

  1. بتشغيل كاميرا الفيديو لتسجيل.
  2. التكلم بصوت عال الرقم أو رمز التجربة والتاريخ، والتكوين التجريبية حتى الميكروفون على كاميرا فيديو السجلات هذه المعلومات-
  3. إرشاد طاقم جهاز الكمبيوتر لبدء تسجيل البيانات التي تدق " تمكين تسجيل البيانات " الخيار في واجهة عنصر التحكم الصك (انظر الشكل 3d، أولاً-1). إرشاد الشخص الإشعال إشعال الوقود. وبمجرد خروج أفراد الطاقم الإشعال نفق الرياح، إرشاد أفراد الطاقم الرياح لتشغيل المروحة نفق الرياح. وستكون هذه بداية التجربة أين هو الوقت صفر (t = 0).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وتم الحصول على البيانات ارتفاع اللهب السطحية والتاج من بيانات الفيديو. ويرد في الشكل 6اتجاهات ارتفاع اللهب نموذجية للتجارب. اتباع سلوك ارتفاع اللهب التي وجدت في صن et al. 14

Figure 6
رقم 6: تشير التقديرات إلى ارتفاع اللهب التاج. هنا ش = 1 m/s، الفصل بين سطح التاج د = 70 سم. وهذا يناظر تجربة "ه فئة" ممثل. يتم الحصول على ارتفاع اللهب بمعالجة الصور من الفيديو التجربة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

تطور ارتفاع اللهب في الشكل 6 واختير لأنه يظهر سلوك ارتفاع اللهب نموذجية للتجارب مع الرياح. في هذه الأنواع من التجارب، لهيب تبدأ صغيرة، والحصول على كبير قريب من منتصف السرير الوقود، ثم سوف الاضمحلال مع مرور الوقت كما لهيب الاقتراب من نهاية السرير الوقود. التجربة في الشكل المقدم هو "حالة و" (الريح في 1m/s، والمسافة بين التاج والوقود السطحية في 70 سم). وفي هذه الحالة، يساعد الرياح اللهب لإمالة. بسبب الميل اللهب، هو نقل الحرارة الإشعاعية الشعلة إلى السرير الوقود المحسن31. كما يسافر الشعلة من خلال السرير الوقود سوف قبل الحرارة الوقود قبل ذلك. يبدو أن السرير الوقود منتصف موقع أمثل للتدفئة الكافية التي حدث فيها على كمية كبيرة من الوقود لإنشاء لهب كبيرة. أيضا يسخن قبل نهاية السرير الوقود، إلا أن كمية الوقود يصبح محدودا حيث أقل الغازات انحلال حراري يتم الإفراج عن الذي ينتج ارتفاع اللهب المنخفض.

وتم الحصول على معدلات استهلاك الوقود لمدى كامل من كل أسرة الوقود. ويرد في الشكل 7تطور فقدان الكتلة للتجارب المحددة. المعلمة غير الأبعاد م هو نسبة كتلة لحظية م و الجماعية الأولى م0. الوقت هو Τ هو نسبة الوقت التجريبي t والمجموع حرق الوقت tf، حيث يعرف وقت الحرق مجموع الوقت عندما توقف الإشعال المشتعلة. تتبع تطور فقدان الكتلة في جميع أنحاء تجارب السلوك المتوقع. وتم تحديد ثلاث مناطق عامة من خصائص منحنى فقدان الكتلة: الإشعال، المشتعلة، وساكنا، انظر الشكل 7. وكان هذا هو تجربة "و الحالة" (الريح في 1 m/s، والمسافة بين السطح والتاج من 70 سم). كان محتوى الرطوبة الوقود بنسبة 45% والرطوبة النسبية كان 66 في المائة، وكان الوقت حرق إجمالي 2.5 دقيقة فقدان الكتلة الإجمالية واتجاهات معدل فقدان كتلة مطابقة لتلك التي قدمها روذرميل32 و فريبورن et al. 33

Figure 7
رقم 7: اتجاه استهلاك الوقود- صورت تجربة "و فئة" ممثل، حيث ش = 1 m/s والتاج سطح فصل د = 70 سم. احتراق المناطق المسماة في المؤامرة (الإشعال، المشتعلة وساكنا). وقد لوحظ اتجاه معمم بهذه المناطق الثلاث لمعظم التجارب. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

وترد نتائج أربع تجارب لتوضيح اتجاهات فقدان الكتلة للطبقات السطحية والتاج التي تم الحصول عليها من التجارب المذكورة عن طريق هذه المنهجية، في الرقم 8 و الرقم 9. متوسط حرق مرات لفئات تجريبية يمثلها الرقم 8 على النحو التالي: الفئة C و D بلغ 4.5 دقائق والفئة هاء وواو بلغ 2.5 دقيقة. كما يمكن أن يلاحظ، الرياح تعزيز معدل فقدان أسلحة وحرق المجموع الوقت.

Figure 8
الشكل 8: سطح الوقود سرير فقدان الكتلة لتجارب الممثل. تظهر البيانات من التجارب مع الريح في 1 m/s ودون الرياح، فضلا عن المسافات سطح التاج هما اختبار: د = 60، 70 سم. فقدان كتلة البيانات هنا يتم الحصول عليها من الجدول الرقمي المستخدم للسرير الوقود السطحية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 9
الشكل 9: الوقود سرير فقدان الكتلة لتجارب تمثيلية ولي العهد- إظهار بيانات التجارب مع الرياح ودون الرياح وكذلك المسافات سطح التاج هما اختبار. يتم الحصول على البيانات فقدان الكتلة هنا من تحميل خلية الأجهزة المستخدمة للسرير الوقود التاج. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

تم قياس درجات الحرارة في مرحلة الغاز لكل أسرة الوقود باستخدام ستة عشر المزدوجات الحرارية داخل الأسرة بالوقود. المزدوجات الحرارية المسماة T0 T15، يصور الشكل 4 الترتيب الحرارية. المزدوجات الحرارية T0-T09 وضعت داخل السرير الوقود السطحية، بينما T10-T15 وضعت داخل السرير الوقود التاج. تاج الوقود سرير درجات الحرارة لتجربة مختارة ترد في الشكل 10.

Figure 10
رقم 10: درجة حرارة الغاز سرير الوقود تاج سرير الوقود. تتم الإشارة إلى ترتيب الحرارية في الشكل 4. يظهر تجربة "الفئة ب" دون سرير الوقود السطحية وسرعة رياح من 1 m/s. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 11
رقم 11: قراءات درجة الحرارة الناجمة عن وضع غير سليم من المزدوجات الحرارية- تتم الإشارة إلى ترتيب الحرارية في الشكل 4. يصور بالبيانات للتاج الوقود سرير درجة الحرارة حيث تم وضع المزدوجات الحرارية غير سليمة كما هو واضح من درجات الحرارة المنخفضة انخفاضا غير عادي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

من المهم ملاحظة أنه إذا لم يتم إدراج المزدوجات الحرارية بشكل صحيح في السرير الوقود، قراءات درجة الحرارة ستكون غير دقيقة. على سبيل المثال، عند النظر في قراءات درجة الحرارة في هذه التجربة التي يمثلها الرقم 11، لوحظ أن درجات الحرارة لواحدة من المزدوجات الحرارية سرير الوقود التاج (T15) كان أقل من المعدل الطبيعي لحرق الظروف. هذه تيامبيراتوريس كانت أقرب إلى الظروف المحيطة من إلى درجات حرارة المرحلة الغاز لحرق شمس. وهكذا، كان يستدل على أن في هذه الحالة، يظل الحرارية T15 خارج السرير الوقود من خلال التجربة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

القدرة على قياس كتلة الوقود مرتفعة في جميع أنحاء هذه التجربة كانت واحدة من المزايا الرئيسية لهذه التقنية المقدمة هنا. وركزت الدراسات السابقة معالجة النار قال أما بدء الحريق التاج فقط أو فقط على سطح تنتشر، ولكن ليس على حد سواء. مثل هذه الدراسات التي كمياً إمكانية الاشتعال في طبقة التاج وتركوا دراسة انتشار للعمل في المستقبل23. يسمح لدينا منهجية لقياس الكتلة المفقودة، توزع درجات الحرارة، والهندسة اللهب لكل الطبقات المعنية في التاج شجيرة النار الإشعال وانتشار. أنها توفر وسيلة لاستنتاج غير مباشر تدفق الطاقة من معدل فقدان في الكتلة. وقد أظهرت الدراسات الأخرى مزايا مباشرة قياس تدفق الحرارة في انتشار تجارب إطلاق النار. فيني et al. ، قدم العديد من الأمثلة لقياسات تدفق الحرارة في الهشيم انتشرت تجارب34. من خلال هذا العمل، وأنهم كانوا قادرين على إبداء الملاحظات الهامة حول الأدوار الحمل الحراري ونقل الحرارة الإشعاعية اللعب في انتشار النار في الهشيم. المنهجية المقدمة هنا يسمح للملاحظات الأساس لديناميات الطاقة في حرائق الغابات التي انتشرت في قال. خطوة تالية مفيدة ستشمل إجراء تحليل أكثر تعمقاً لمساهمات خاصة لنقل الحرارة الحمل الحراري والإشعاعي. للدراسات المستقبلية، نوصي باستكشاف قياس تدفقات الحرارة المباشرة.

لضمان الدقة في القياسات هناك عدة خطوات حاسمة. معايرة خلايا التحميل قياس فقدان كتلة التاج ربما يكون هو الخطوة الأكثر أهمية، وأن الخطوة التي تأخذ معظم الوقت. وهذا يرجع إلى أن في نهاية كل يوم التجربة، يجب أن يكون السرير الوقود التاج صاعد، وحركة طفيفة في التكوين قد يسبب تغييرات في قراءات جماعية. ومن ثم، يجب القيام بالمعايرة في بداية كل يوم التجربة. للتجارب المقبلة، سيكون تكوين دائم أكثر مثالية. في هذا التكوين مستقبلا، أن تلصق الخلايا الفردية تحميل إلى الإعداد التجريبية.

بالإضافة إلى أن الخطوة المعايرة، هو خطوة حاسمة أخرى في البروتوكول إعداد الوقود. قصد البرنامج التجريبي بأكمله تطوير فهم أفضل لاحتراق الوقود يعيش بهدف تحسين قدرتنا على التنبؤ بسلوك الحريق المنصوص عليها. في حين يعيش فروع تصل إلى نصف بوصة (1.27 سم) يمكن أن يستهلك في جبهة اللهب كثافة عالية المنصوص عليها الحرق في البلوط (انظر الأخضر35)، عادة يتم حرق الوقود قطرها أكبر لا في جبهة اللهب. بيرنز المختبر باستخدام الوقود قال قد ركزت على استخدام أنواع الوقود التي ستستهلك عموما بنشر اللهب الأمامي حرق المنصوص عليها ل (انظر كوهين وبرادشو36، وايز et al. 37). وتشمل الأنواع الرئيسية قال تشاميسي (أدينوستوما فاسسيكولاتوم)، بينما قال الأخرى تشمل الوقود مانزانيتا (عنب جلاندولوسا) وهواريليف سيانوثوس (سيانوثوس كراسيفوليوس). هنا كان شمس الوقود اختيرت لأنها آخر قابل للاشتعال من هذه الأنواع. يمكن تعديل البروتوكول لتشمل الأنواع الأخرى ما دام هو الإبقاء على حجم الفرع أدناه ¼ بوصة.

وبصفة عامة، بغض النظر عن الأنواع المختارة كوقود، الفروع ينبغي أن يتم اقتطاعها أن كل فرع أقطار < ¼ بوصة (0.63 سم) من أجل المحافظة على التوحيد. سيؤثر سلبا على إمكانية تكرار نتائج نتائج عدم القيام بهذه الخطوة، أو أداء ذلك بشكل غير صحيح. عبر اقتطاع للفروع قد تكون أيضا غير مؤات لأسرة الوقود بأحجام صغيرة جداً فرع تميل إلى كثافة التعبئة أكبر، ومن ثم أيضا حرق بشكل مختلف. وأبقى على كثافة التعبئة في الإجراء الموضح هنا، في أعقاب أومودان38، بمعدل 9.2 كغ/م3.

تجدر الإشارة إلى أنه بسبب حجم هذه التجربة، وطاقم من 4 أو أكثر مطلوب لضمان الكفاءة من خلال التجربة. وجود شخص مسؤول عن أفراد الطاقم مع البروتوكول مرئية على الإطلاق مرات مهم لضمان اتباع جميع الخطوات بشكل صحيح. هذا الشخص المسؤول عن سلامة أفراد الطاقم، فضلا عن تنسيق هذه التجربة. المهم أن هذا الشخص وبقية أفراد الطاقم إيلاء اهتمام لسلامتهم وسلامة البيئة، مما يعني وجود رؤية طفاية حريق، ضمان العادم الفتحات والأبواب مغلقة أثناء التجربة.

بالإضافة إلى ذلك، فإنه سيكون من المفيد لمزامنة كافة الصكوك مع زر مشغل واحد. وهذا سيجعل تحليل البيانات وتجهيز أكثر كفاءة. وأخيراً، سيكون تطور طبيعي بعد أن يتقن هذا الأسلوب هنا لدمج بعض من قدرات نفق الرياح المتبقية مثل التحكم في درجة الحرارة التي ثبت في دراسات أخرى أن يكون هناك عامل هام آخر للنظر. وهذا سيمكن مجموعة أوسع نطاقا من السيطرة على الظروف البيئية. النتائج المعروضة هنا من التجارب التي أجريت خلال أشهر الصيف عندما تكون عادة أكثر جفافاً؛ الوقود ويناظر هذه الفترة أيضا جزء من السنة عند حدوث حرائق البراري. إذا، ومع ذلك، طائفة كبيرة من الفصول يتم تحليلها خلال فترة تجريبية واحدة، يجوز التحكم في درجة الحرارة نفق الرياح. وبالمثل، التباين لمحتوى الرطوبة الوقود سوف توفر نظرة على تأثير هذه المعلمة على قال تاج النار انتقال وانتشار. في تصميم دراسة موسعة تشمل محتوى الرطوبة الوقود والسائبة كثافة كمعلمات التي تسيطر عليها، أن تحليل الأخطاء مثل تلك التي تقدمها مولفانيي et al. مساعد في تصميم منهجية مع التوحيد التجريبية39.

الأسلوب الموصوفة هنا يمكن دراسة سلوك النار التاج التي تدمج قياسات الكتلة، درجة الحرارة، وهندسة اللهب لكل الطبقات من الوقود المعنية. تحليل الناتجة عن هذه المنهجية قد تؤدي إلى زيادة فهم من النار قال النار تاج خصيصا في حدود السلوك النار التاج مستقلة، السلبي أو الإيجابي كما قدمها واغنر فإن5، وبالتالي توفير المعرفة إلى تساعد في التنبؤ بالحريق والتحكم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

المؤلف يود أن ينوه بنيامين سوميركورن، وغبريال دوبون، أجان جيك وشيروت سانباكيت الذين ساعدوا مع التجارب المعروضة هنا. جانيت Iñiguez كوبيان تعترف الدعم حسب ناسا مريب الفرصة البحوث المؤسسية (ميرو) المنحة رقم NNX15AP99A. كما تم تمويل هذا العمل من قبل وزارة الزراعة/أوسدي "النار الخطة الوطنية" من خلال اتفاق بين دائرة الغابات في وزارة الزراعة ومركز البحوث PSW وجامعة كاليفورنيا-ريفرسايد.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Wind Tunnel Instrumentation
cDAQ-9178 CompactDAQ Chassis National Instruments 781156-01
NI-9213 C Series Temperature Input Module National Instruments 785185-01
NI SignalExpress for Windows National Instruments 779037-35  Newest version, older version used for 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 Discontinued, Newer Model Out
Kestrel 3000 Pocket Weather Meter Nielsen-Kellerman 0830
Satorius CPA 34001S  Sartorius 25850314 Discontinued Model
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 with 4 load cells, performs signal amplification
#2 Stainless S-Biner (X4) Home Depot SB2-03-11 Dual spring gate carabiners used to mount load cells
2 in. Malleable Iron C-Clamp Home Depot # 4011 Used to mount load cells
Name Company Catalog Number Comments
Personal Protective Equipment
Wildland Firefighter Nomex Shirt GSA Advantage SH35-5648
Fireline 6 oz Wildland Fire Pants GSA Advantage 139702MR SEV16
Name Company Catalog Number Comments
Fuels
Chamise Collected in situ N/A
Natural Shredded Wood Excelsior – Natural Coarse 50 lbs bail Paper Mart 21-711-88
Bernzomatic UL100 Basic Propane Torch Kit Home Depot UL100KC
Isopropyl alcohol Convenience store N/A
Name Company Catalog Number Comments
Video and Photography
Nikon D3000 10.2-MP DSLR camera with DX-format sensor and 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR Image Stabilization Lens
Sony Handycam Camcorder DCR-SX85 Amazon.com DCR-SX85
Name Company Catalog Number Comments
Software
NI LabView National Instruments Student Version Used for instrument control and interfacing
MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a) Mathworks Student Version  Used for data post-processing including image processing

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. California Department of Forestry and Fire Protection. Incident Information, 2016. , Available from: http://cdfdata.fire.ca.gov/incidents/ (2016).
  2. Minnich, R. A. Fire mosaics in southern California and northern Baja California. Science. 219 (4590), 1287-1294 (1983).
  3. Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Weise, D. R. Experimental modelling of crown fire initiation in open and closed shrubland systems. Int. J. Wildl. Fire. 23 (4), 451-462 (2014).
  4. Rothermel, R. C., Philpot, C. W. Predicting changes in chaparral flammability. J. For. 71 (10), 640-643 (1973).
  5. Van Wagner, C. E. Conditions for the start and spread of crown fire. Can. J. For. Res. 7, 23-34 (1977).
  6. Fons, W. L. Analysis of Fire Spread in Light Forest Fuels. J. Agric. Res. (3), (1946).
  7. Lozano, J. An investigation of surface and crown fire dynamics in shrub fuels [dissertation]. , University of California-Riverside. 222 (2011).
  8. Weise, D., Zhou, X., Sun, L., Mahalingam, S. Fire spread in chaparral-'go or no-go?'. Int. J. Wildl. Fire. 14, 99-106 (2005).
  9. Cruz, M. G., Butler, B. W., Alexander, M. E., Forthofer, J. M., Wakimoto, R. H. Predicting the ignition of crown fuels above a spreading surface fire. Part I: Model idealization. Int. J. Wildl. Fire. 15 (1), 47-60 (2006).
  10. Cruz, M. G., Butler, B. W., Alexander, M. E., Forthofer, J. M., Wakimoto, R. H. Predicting the ignition of crown fuels above a spreading surface fire. Part II: Model idealization. Int. J. Wildl. Fire. 15 (1), 47-60 (2006).
  11. Li, J., Mahalingam, S., Weise, D. R. Experimental investigation of fire propagation in single live shrubs. Int. J. Wildl. Fire. 26 (1), 58-70 (2017).
  12. Byram, G. M. Combustian of Forest Fuels. For. Fire Control Use. , 61-89 (1959).
  13. Dupuy, J. L., Maréchal, J., Morvan, D. Fires from a cylindrical forest fuel burner: Combustion dynamics and flame properties. Combust. Flame. 135 (1-2), 65-76 (2003).
  14. Sun, L., Zhou, X., Mahalingam, S., Weise, D. R. Comparison of burning characteristics of live and dead chaparral fuels. Combust. Flame. 144 (1-2), 349-359 (2006).
  15. Fletcher, T. H., Pickett, B. M., et al. Effects of Moisture on Ignition Behavior of Moist California Chaparral and Utah Leaves. Combust. Sci. Technol. 179 (6), 1183-1203 (2007).
  16. Engstrom, J. D., Butler, J. K., Smith, S. G., Baxter, L. L., Fletcher, T. H., WEISE, D. R. Ignition Behavior of Live California Chaparral Leaves. Combust. Sci. Technol. 176 (9), 1577-1591 (2004).
  17. Zukoski, E. Fluid Dynamic Aspects Of Room Fires. Fire Saf. Sci. 1, 1-30 (1986).
  18. Thomas, P. H., Webster, C. T., Raftery, M. M. Some experiments on buoyant diffusion flames. Combust. Flame. 5, 359-367 (1961).
  19. Finney, M. a, Cohen, J. D., McAllister, S. S., Jolly, W. M. On the need for a theory of wildland fire spread. Intl J Wildl Fire. 22 (1), 25-36 (2013).
  20. Mendes-Lopes, J. M. C., Ventura, J. M. P., Amaral, J. M. P. Flame characteristics, temperature-time curves, and rate of spread in fires propagating in a bed of Pinus pinaster needles. Int. J. Wildl. Fire. 12 (1), 67-84 (2003).
  21. Williams, F. A. Mechanisms of fire spread. Symp. Combust. 16 (1), 1281-1294 (1977).
  22. Sullivan, A. L., Ball, R. Thermal decomposition and combustion chemistry of cellulosic biomass. Atmospheric Environment. 47, 133-141 (2012).
  23. Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Zhou, X., Weise, D. R. Experimental and Numerical Modeling of Shrub Crown Fire Initiation. Combust. Sci. Technol. , 618-640 (2016).
  24. Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Zhou, X., Weise, D. R. An investigation of crown fuel bulk density effects on the dynamics of crown fire initiation in Shrublands. Combust. Sci. Technol. 180 (4), 593-615 (2008).
  25. Zhou, X., Weise, D., Mahalingam, S. Experimental measurements and numerical modeling of marginal burning in live chaparral fuel beds. Proc. Combust. Inst. 30 (2), 2287-2294 (2005).
  26. Pickett, B. M., Isackson, C., Wunder, R., Fletcher, T. H., Butler, B. W., Weise, D. R. Flame interactions and burning characteristics of two live leaf samples. Int. J. Wildl. Fire. 18 (7), 865-874 (2009).
  27. Cobian-Iñiguez, J., Sanpakit, C., et al. Laboratory Experiments to Study Surface to Crown Fire Transition in Chaparral. Fall Meet. West. States Sect. Combust. Inst. , Paper #134HC-0040 (2015).
  28. Silvani, X., Morandini, F. Fire spread experiments in the field: Temperature and heat fluxes measurements. Fire Safety J. 44 (2), 279-285 (2009).
  29. Morandini, F., Silvani, X., et al. Fire spread experiment across Mediterranean shrub: Influence of wind on flame front properties. Fire Safety J. 41 (3), 229-235 (2006).
  30. Countryman, C. M., Dean, W. A. Measuring moisture content in living chaparral: a field user's manual. USDA For. Serv. Gen. Tech. Rep. PSW-36. , Available from: http://www.fs.fed.us/psw/publications/documents/psw_gtr036/ 28 (1979).
  31. Albini, F. A. A Model for Fire Spread in Wildland Fuels by- Radiation. Combust. Flame. 42, (1985).
  32. Rothermel, R. C. A Mathematical Model for Predicting Fire Spread in Wildland Fuels. USDA For. Serv. Res. Pap. INT-115. , 40 (1972).
  33. Freeborn, P. H., Wooster, M. J., et al. Relationships between energy release, fuel mass loss, and trace gas an aerosol emissions during laboratory biomass fires. J. Geophys. Res. Atmos. 113 (1), 1-17 (2008).
  34. Finney, M. A., Cohen, J. D., et al. Role of buoyant flame dynamics in wildfire spread. Proc Nat Acad Sci USA. 112 (32), 9833-9838 (2015).
  35. Green, L. R. Burning by prescription in chaparral. USDA For. Serv. Gen. Tech. Rep. PSW-51. , 36 (1981).
  36. Cohen, J., Bradshaw, B. Fire behavior modeling - a decision tool. Proc. Prescr. Burn. Midwest State Art. , 1-5 (1986).
  37. Weise, D. R., Koo, E., Zhou, X., Mahalingam, S., Morandini, F., Balbi, J. H. Fire spread in chaparral - A comparison of laboratory data and model predictions in burning live fuels. Int. J. Wildl. Fire. 25 (9), 980-994 (2016).
  38. Omodan, S. Fire Behavior Modeling - Experiment on Surface Fire Transition to the Elevated Live Fuel A. , (2015).
  39. Mulvaney, J. J., Sullivan, A. L., Cary, G. J., Bishop, G. R. Repeatability of free-burning fire experiments using heterogeneous forest fuel beds in a combustion wind tunnel. Intl J Wildl Fire. 25 (4), 445-455 (2016).

Tags

الهندسة والعدد 129، قال، ريح النفق، الحرائق السطحية، النار التاج، وفقدان كتلة الوقود، ارتفاع اللهب
تجارب نفق الرياح لدراسة حرائق التاج قال
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Cobian-Iñiguez, J., Aminfar,… More

Cobian-Iñiguez, J., Aminfar, A., Chong, J., Burke, G., Zuniga, A., Weise, D. R., Princevac, M. Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires. J. Vis. Exp. (129), e56591, doi:10.3791/56591 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter