Windkanal-Experimente, Chaparral Krone Brände zu studieren

Summary

Dieses Protokoll beschreibt Windkanal Experimente entwickelt, um den Übergang von einem Brand vom Boden auf die Kappe von Chaparral Sträuchern zu studieren.

Abstract

Dieses Protokoll stellt eine Labortechnik entwickelt, um Chaparral Krone Feuer Zündung und Verbreitung zu studieren. Im Windkanal niedriger Geschwindigkeit Feuer wurden Experimente durchgeführt, wo zwei unterschiedliche Schichten des Kraftstoffs darzustellende Oberfläche und Krone Brennstoffe in Chaparral gebaut wurden. Chamise, ein gemeinsames Chaparral Strauch, umfasste die live Krone-Schicht. Die Oberflächenschicht tot Kraftstoff wurde mit Excelsior (zerkleinerte Holz) gebaut. Wir entwickelten eine Methode zur Masseverlust, Temperatur, Messen und Flamme Höhe für beide Brennstoffe lagen. Thermoelemente in jeder Schicht geschätzte Temperatur gelegt. Eine Videokamera erfasst die sichtbare Flamme. Nachbearbeitung von digitalem Bildmaterial ergab Flamme Eigenschaften einschließlich Höhe und Flamme Tilt. Eine benutzerdefinierte Krone Masseverlust Instrument eigenentwickelte gemessen die Entwicklung der Masse der Krone Schicht beim Brennen. Mittels der Technik abgestimmt-Theorie und anderen empirischen Studien Masse Verlust und Temperatur Trends erhalten. In dieser Studie stellen wir detaillierte experimentelle Verfahren und Informationen über die Instrumentierung verwendet. Die repräsentativen Ergebnisse für den Kraftstoff Masseverlust und Temperatur innerhalb der Brennstoff-Bett sind auch aufgenommen und diskutiert.

Introduction

Im Jahr 2016 erlebt der US-Bundesstaat Kalifornien insgesamt 6.986 Waldbrände, verbrauchen 564.835 ha¹, kostet Millionen von Dollar an Schaden, und das Wohlbefinden von Hunderten von Menschen zu riskieren. Wegen des regionalen mediterranen Klimas eine wichtige Energiequelle für diese Brände sind Chaparral Vegetation Gemeinden². Feuer im Chaparral verbreiten kann einem Vollfeuer betrachtet werden, da als Brennstoff, der brennt erhöhten³ist. Mit dem überwiegend live Krone-Layer nebeneinander existieren, ist der tot Oberfläche Kraftstoff-Schicht, die besteht aus Guss Laub, Zweige und krautige Pflanze....

Protocol

Vorsicht: da mehrere Schritte in das folgende Protokoll Aktivitäten, die beteiligen zu Verletzungen führen können, sicherzustellen, dass die richtige persönliche Schutzausrüstung (PSA) nach den Standards der Sicherheitstechnik Protokolle einschließlich Brand verwendet wird widerstandsfähige Kleidung und Schutzbrillen.

1. Krone Kraftstoff Bed Load Cell Instrumentierung Setup

1. ändern 4 C-Klemmen durch das Anbringen von dual Frühjahr Gate Karabiner (siehe Tabelle der Materialien) durch das Pin-Loch an der Klemme ' s Schraubenende (siehe ( Abbildung 2). Der Karabiner zu verwenden, um die....

Results

Krone und Oberfläche Flamme Höhendaten wurden von der video-Daten erhalten. Typische Flamme Höhe Trends für Experimente wird in Abbildung 6dargestellt. Flamme Höhe Verhalten gefolgt, die in Sun Et Al. gefunden ¹⁴

Abbildung 6: geschätzt Krone Flammenhöhe. Hier U

Discussion

Die Fähigkeit, die erhöhten Kraftstoffmasse während des Experiments zu messen war einer der wichtigsten Vorteile der hier vorgestellten Technik. Frühere Studien zu Chaparral Feuer konzentrierten sich auf entweder nur Krone Feuer Einleitung oder nur auf der Oberfläche verteilt, aber nicht beides. Solche Studien haben die Möglichkeit der Zündung in der Krone-Schicht quantifiziert und Studie der Ausbreitung für die künftige Arbeit²³verlassen haben. Unsere Methodik ermöglicht eine Messung der Massever.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Windkanal-Instrumentierung
cDAQ-9178 CompactDAQ-Chassis	National Instruments	781156-01
NI-9213 Temperatureingangsmodul der C-Serie	National Instruments	785185-01
NI SignalExpress für Windows	National Instruments	779037-35	Neueste Version, ältere Version wird für das Experiment verwendet
Hochtemperatur-Nextel-isolierte Thermoelementelemente	Omega	XC-24-K-18
Thermoelement-Verlängerungsdraht mit polyvinylbeschichtetem Draht und verzinntem Kupfergeflecht	Omega	EXPP-K-24S-TCB-P
Ultrahochtemperatur-Miniatursteckverbinder	Omega	SHX-K-M
CompuTrac MAX 2000XL	Arizona Instruments	MAX-2000XL	Eingestelltes, neueres Modell Out
Kestrel 3000 Taschen-Wettermesser	Nielsen-Kellerman	0830
Satorius CPA 34001S	Sartorius	25850314	Auslaufmodell
5 kg Mikro-Wägezelle (X4)	Robotshop.com	RB-Phi-118	Dehnungsmessstreifen-Wägezelle
Phidget PhidgetBridge Wheatstone Bridge Sensor Interface	Robotshop.com	RB-Phi-107	Schnittstellen mit 4 Wägezellen, führt Signalverstärkung durch
#2 Edelstahl S-Biner (X4)	Home Depot	SB2-03-11	Karabiner mit doppeltem Federverschluss Montieren Sie Wägezellen
2 Zoll. Temperguss C-Clamp	Home Depot	# 4011	Wird zur Montage von Wägezellen
Name	Company<	strong>Katalognummer	Kommentare<
strong>Persönliche Schutzausrüstung
Wildland Firefighter Nomex Shirt	GSA Vorteil	SH35-5648
Fireline 6 oz Wildland Fire Pants	GSA Advantage	139702MR SEV16
Name	Company	Katalognummer	Kommentare
Kraftstoffe
Chamise	Ort gesammelt	N/A
Naturzerkleinertes Holz Excelsior – Natural Coarse 50 lbs Bail	Paper Mart	21-711-88
Bernzomatic UL100 Basic Propans Torch Kit	Home Depot	UL100KC
Isopropylalkohol	Convenience Store	N/A
Name	Company	Katalognummer	Kommentare
Video und Fotografie
Nikon D3000 10,2-MP DSLR-Kamera mit DX-Format-Sensor und 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR-Bildstabilisierungsobjektiv
Sony Handycam Camcorder DCR-SX85	Amazon.com	DCR-SX85
Name	Company	Katalognummer	Comments
Software
NI LabView	National Instruments	Studentenversion Wird	für die Gerätesteuerung und -anbindung
verwendet MATLAB Studentenversion (MATLAB_R2014a)	Mathworks	Studentenversion	Wird für die Datennachbearbeitung einschließlich Bildverarbeitung verwendet