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Engineering

पवन सुरंग प्रयोगों चैपरल क्राउन आग का अध्ययन करने के लिए

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

इस प्रोटोकॉल का वर्णन पवन सुरंग चैपरल झाड़ियों के चंदवा के लिए जमीन से एक आग के संक्रमण का अध्ययन करने के लिए डिजाइन प्रयोगों ।

Abstract

वर्तमान प्रोटोकॉल एक प्रयोगशाला चैपरल मुकुट आग प्रज्वलन और प्रसार का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन तकनीक प्रस्तुत करता है । प्रयोग एक कम वेग आग पवन सुरंग में आयोजित की गई जहां ईंधन की दो अलग परतों चैपरल में सतह और क्राउन ईंधन का प्रतिनिधित्व करने के लिए निर्माण किया गया । Chamise, एक आम चैपरल झाड़ी, जी मुकुट परत शामिल हैं । मृत ईंधन सतह परत excelsior (कटा हुआ लकड़ी) के साथ निर्माण किया गया था । हम दोनों ईंधन परतों के लिए जन हानि, तापमान, और लौ ऊंचाई को मापने के लिए एक पद्धति विकसित की है । प्रत्येक परत में रखा Thermocouples तापमान का अनुमान है । एक वीडियो कैमरा दिखाई लौ पर कब्जा कर लिया । डिजिटल इमेजरी के बाद की प्रोसेसिंग ऊंचाई और लौ झुकाव सहित लौ विशेषताओं से झुकेंगे । एक कस्टम क्राउन जन हानि साधन में विकसित घर जला के दौरान मुकुट परत के द्रव्यमान के विकास मापा । जन हानि और तापमान रुझान तकनीक का उपयोग कर प्राप्त सिद्धांत और अंय अनुभवजंय अध्ययन । इस अध्ययन में, हम विस्तृत प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं और प्रयुक्त इंस्ट्रूमेंटेशन के बारे में जानकारी प्रस्तुत करते हैं । ईंधन मास की हानि दर और तापमान ईंधन बिस्तर के भीतर दायर के लिए प्रतिनिधि परिणाम भी शामिल है और चर्चा की ।

Introduction

२०१६ में, कैलिफोर्निया के राज्य ६,९८६ wildland आग की कुल अनुभव, खपत ५६४,८३५ एकड़1, नुकसान में डॉलर के लाखों की लागत, और लोगों के सैकड़ों के कल्याण खतरे में डाल । क्योंकि क्षेत्रीय भूमध्य जलवायु, इन आग के लिए एक प्रमुख ईंधन स्रोत के चैपरल वनस्पति समुदाय2रहे हैं । आग चैपरल में फैले एक मुकुट आग माना जा सकता है मुख्य ईंधन है कि जलता है3ऊंचा है के बाद से । सह मुख्य रूप से लाइव क्राउन परत के साथ मौजूदा, मृत सतह ईंधन परत है, जो कच्चा पत्ते, शाखाओं के होते हैं, और घास पौधों जो के तहत और व्यक्तिगत झाड़ी के बीच बढ़ती है । आग और अधिक आसानी से मृत सतह ईंधन परत में शुरू होगा । एक बार सतह आग प्रज्वलित, आग मुकुट परत जहां आग द्वारा जारी ऊर्जा नाटकीय रूप से बढ़ जाती है संक्रमण हो सकता है । जबकि चैपरल आग आम तौर पर एक गहरी सतह ईंधन4में फैल आग के रूप में मॉडलिंग की गई है, वहां मुकुट आग के रूप में चैपरल आग के सीमित अध्ययन किया गया है ।

चैपरल में क्राउन विशेषताओं, पत्ते कण आकार सहित, बोर शंकुधारी जंगल से अलग है, जहां अनुसंधान के सबसे हुआ है । कई प्रयोगशाला और क्षेत्र पैमाने पर अध्ययन जंगल की आग की गतिशीलता6,5,7,3,8,9,10 के विभिन्न पहलुओं की जांच की है ,11,12. प्रयोगशाला प्रयोगों के दायरे के भीतर, कई अध्ययनों से इस तरह के चैपरल क्राउन आग व्यवहार पर हवा और ईंधन संपत्तियों के रूप में मानकों के प्रभाव की जांच की है । लोज़ानो7 दो असतत मुकुट ईंधन बिस्तरों की उपस्थिति में मुकुट आग दीक्षा के लक्षण की जांच की । In Tachajapong एट अल. 3, असतत सतह और मुकुट परतों एक हवा सुरंग के अंदर जला दिया और सतह आग की विशेषता थी । केवल क्राउन अग्नि दीक्षा पूरी तरह से भविष्य के काम के लिए प्रसार का पूरा विश्लेषण छोड़ने वर्णित किया गया था । ली एट अल. 11 एक लौ हालांकि एक चैपरल झाड़ी के प्रसार पर सूचना दी । संबंधित काम में, Cruz एट अल । 10 , 9 एक प्रसार सतह आग के ऊपर शंकुधारी पत्ते के प्रज्वलन की भविष्यवाणी करने के लिए एक मॉडल विकसित की है । जला चैपरल ईंधन की विशेषताओं के प्रायोगिक अध्ययन में पता लगाया गया है थोक ईंधन और व्यक्तिगत पत्ते13,14,15,16। Dupuy एट अल. 13 बेलनाकार टोकरी में ईंधन जलने से पाइनस pinaster सुई और excelsior की जलती हुई विशेषताओं का अध्ययन किया । उंहोंने कहा कि इन ईंधनों में, लौ ऊंचाई एक दो पांचवें बिजली कानून के माध्यम से गर्मी रिलीज दर से संबंधित था के रूप में साहित्य में पहले बताया गया है17,18। सन एट अल. 14 जला चैपरल ईंधन समान बेलनाकार टोकरी में तीन चैपरल ईंधन की जलती हुई विशेषताओं का विश्लेषण करने के लिए: chamise (Adenostoma fasciculatum), ceanothus (ceanothus crassifolius), और manzanita ( Arctostaphylos glandulosa) ।

aforementioned प्रयोगशाला अध्ययन से परिणामों से प्रेरित है, हमारे यहां उद्देश्य के लिए एक पद्धति वर्तमान दोनों सतह और झाड़ी मुकुट परतों में फैले विशेषताएं है । इसके अलावा, हम प्रमुख विशेषताओं में से कुछ स्पष्ट है कि सतह की डिग्री-क्राउन परत बातचीत हुक्म का उद्देश्य । इस प्रयोजन के लिए, हम एक प्रयोगात्मक प्रयोगशाला पद्धति विकसित एक wildland सतह ईंधन में एक आग जल के ऊर्ध्वाधर संक्रमण का अध्ययन करने के लिए एक ऊंचा झाड़ी ईंधन में फैल आग । आग के इन प्रकार में, झाड़ी मुकुट, मुकुट के रूप में जाना के लिए आग का अनुवाद, सही शर्तों के तहत निरंतर प्रसार के बाद किया जा सकता है । सामांय में, चैपरल आग व्यवहार स्थलाकृति, मौसम, और ईंधन19द्वारा तय है । यह दिखाया गया है कि हवा ईंधन5,3,8,20में ऊर्जा रिलीज दर को प्रभावित करता है ।

छिद्रित ईंधनों में फैलने वाली आग को संक्रमण या थ्रेशोल्ड की एक श्रृंखला के रूप में देखा जा सकता है जिसे21को सफल होने के लिए पार किया जाना चाहिए । ऊर्जावान, एक ईंधन कण प्रज्वलित अगर गर्मी की राशि है कि यह गैसों का एक मिश्रण है कि सफलतापूर्वक ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया में परिणाम प्राप्त करता है । आने वाली लौ फैलता है अगर जलती हुई कण से गर्मी एक आसंन ईंधन कण प्रज्वलित । आग अगर यह दहनशील ईंधन तत्वों के बीच के अंतराल को पार करने में सक्षम है जमीन भर में फैलता है । यदि एक सतह आग की लौ झाड़ियों और पेड़ों के मुकुट में खड़ी प्रचार करने में सक्षम है, आग व्यवहार में वृद्धि हुई गर्मी जारी दरों सहित एक महत्वपूर्ण परिवर्तन, अक्सर ईंधन की अधिक से अधिक उपलब्धता के कारण मनाया जाता है । wildland आग में थर्मल ऊर्जा गतिशीलता कई तराजू, बहुत बड़े पैमाने से, इस तरह के मेगा आग में जो अक्सर जलवायवी मॉडलिंग की आवश्यकता होती है, छोटे पैमाने पर रासायनिक स्केल काइनेटिक मॉडलिंग की आवश्यकता होती है । यहां, हम प्रयोगशाला पवन सुरंग पैमाने पर व्यवहार मॉडलिंग के साथ सौदा; रासायनिक स्केल फाइबर दहन अध्ययन के लिए, पाठक ऐसे सुलिवान एट अल के रूप में काम करने के लिए भेजा जाता है. 22

२००१ के बाद से, हम प्रयोगशाला पैमाने पर ऊर्जा के कुछ जांच प्रयोगों की एक किस्म का आयोजन किया है23,8,24,25,26, 27, चैपरल के साथ जुड़े रहते ईंधन पर जोर देने के साथ । जबकि आग के सड़क पर माप और अधिक सजीव परिणाम प्रदान कर सकते हैं, हवा सुरंग के नियंत्रित पर्यावरण विभिंन मापदंडों के प्रभाव के विरेखांकन के लिए अनुमति देते हैं । हवा को नियंत्रित, उदाहरण के लिए, चैपरल मुकुट दक्षिणी कैलिफोर्निया जैसे क्षेत्रों में होने वाली आग के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहां foehn प्रकार हवाओं, Santa Ana हवाओं के रूप में जाना जाता है, आग की घटनाओं के विशिष्ट ड्राइवरों हैं । क्योंकि यहां वर्णित पद्धति के लिए एक प्रमुख प्रेरक चैपरल आग प्रसार पर हवा और अंय नियंत्रित मापदंडों के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए है, इस अध्ययन के एक प्रयोगशाला पैमाने पर हवा सुरंग में प्रदर्शन किया गया था । पाठक शीलवान् एट अल द्वारा काम करने के लिए निर्देशित है । 28 चैपरल आग में तापमान के क्षेत्र माप के लिए यहां प्रस्तुत लोगों के समान । आग फैल पर हवा के प्रभाव पर क्षेत्र माप के लिए, कृपया देखें Morandi एट अल । 29

कई चैपरल ईंधन में फैल प्रभावित मापदंडों है प्रयोग संभाव्यता को बढ़ाता द्वारा विश्लेषण किया गया हैआग का ऊंचा फ्यूल बेड8में फैला सफलता । वर्तमान प्रयोगात्मक अध्ययन एक कम गति की हवा सुरंग के परीक्षण अनुभाग के अंदर सतह ईंधन और क्राउन ईंधन मॉडलिंग द्वारा चैपरल क्राउन आग फैल अध्ययन करने के लिए विकसित एक पद्धति शामिल है । सतह ईंधन excelsior के साथ मॉडलिंग की है (कटा हुआ लकड़ी सूख) । भूतल ईंधन बिस्तर हवा सुरंग के जमीनी स्तर पर एक मानक पैमाने पर रखा गया है ( चित्र 1देखें) । क्राउन ईंधन बिस्तर का प्रतिनिधित्व, chamise के साथ एक ईंधन बिस्तर हवा सुरंग फ्रेम पर घुड़सवार एक मंच से ईंधन सस्पैंड द्वारा सतह ईंधन बिस्तर पर रखा गया था ( चित्रा 1देखें) । दोनों ईंधन बिस्तर तापमान और बड़े पैमाने पर नुकसान माप के लिए लिखती हैं; लौ ज्यामिति प्रयोगों की वीडियो रिकॉर्डिंग से प्राप्त की है । मापा मानकों जन हानि दर, ईंधन नमी सामग्री और हवा के सापेक्ष आर्द्रता शामिल हैं । नियंत्रित पैरामीटर हवा की उपस्थिति, भूतल ईंधन बिस्तर और क्राउन ईंधन बिस्तर के बीच दूरी, और सतह ईंधन की उपस्थिति थे । मापा जन हानि दर के रूप में परिभाषित किया गया है, जो गर्मी रिलीज दर की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता:
Equation 1
जहां ज ईंधन दहन की गर्मी है, m ईंधन द्रव्यमान है, और टी समय है ।

Figure 1
चित्रा 1: पवन सुरंग प्रयोगात्मक सेटअप । क्राउन ईंधन बिस्तर के स्थान, भूतल ईंधन बिस्तर, और सुरंग प्रशंसक सुविधा के लिए लेबल किया गया है । भूतल ईंधन बिस्तर एक मानक पैमाने पर हवा सुरंग के जमीनी स्तर पर रखा गया है । क्राउन ईंधन बिस्तर का प्रतिनिधित्व, chamise के साथ एक ईंधन बिस्तर हवा सुरंग फ्रेम पर घुड़सवार एक मंच से ईंधन सस्पैंड द्वारा सतह ईंधन बिस्तर पर रखा गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

प्रयोगों चैपरल मुकुट आग, विशेष रूप से प्रज्वलन, लौ प्रसार और प्रसार के तंत्र, लौ सामने वेग, और ईंधन की खपत दर के व्यवहार को समझने पर ध्यान केंद्रित किया है । एक सतह आग और एक मुकुट आग के बीच बातचीत का अध्ययन करने के लिए, सतह और क्राउन ईंधन बेड के साथ और बिना लागू हवा प्रवाह के छह विन्यास, पवन सुरंग में जला दिया गया है: केवल के साथ और हवा के बिना मुकुट ईंधन (2), मुकुट और सतह ईंधन बिस्तर से अलग के साथ और हवा (4) के बिना दो दूरी । तालिका 1 प्रयोगात्मक कॉंफ़िगरेशन को 6 प्रायोगिक कक्षाओं के साथ सारांशित करता है । तालिका में, सतह ईंधन बिस्तर पैरामीटर दर्शाता है कि सतह ईंधन प्रयोग के दौरान मौजूद था, हवा पैरामीटर हवा और मुकुट ऊंचाई की उपस्थिति को संदर्भित करता है क्राउन ईंधन बिस्तर के नीचे और सतह के नीचे के बीच की दूरी को संदर्भित करता है ईंधन बिस्तर । ईंधन की नमी प्रत्येक प्रयोग के लिए मापा गया था, लेकिन नियंत्रित नहीं, औसत ईंधन नमी सामग्री ४८% थी, जबकि ंयूनतम और अधिकतम मान थे 18% से ६८%, क्रमशः ।

वर्ग भूतल ईंधन बिस्तर पवन क्राउन ऊंचाई
एक अनुपस्थित कोई पवन ६० या ७० सेमी
बी अनुपस्थित 1 ms-1 ६० या ७० सेमी
सी उपस्थित कोई पवन ६० सेमी
डी उपस्थित कोई पवन ७० सेमी
ई उपस्थित 1 ms-1 ६० सेमी
च उपस्थित 1 ms-1 ७० सेमी

तालिका 1: प्रयोग कॉंफ़िगरेशन. यहां सतह ईंधन बिस्तर पैरामीटर दर्शाता है कि सतह ईंधन प्रयोग के दौरान मौजूद था, हवा पैरामीटर हवा और मुकुट ऊंचाई की उपस्थिति को संदर्भित करता है क्राउन ईंधन बिस्तर के नीचे और सतह ईंधन बिस्तर के नीचे के बीच की दूरी को संदर्भित करता है ।

एक इलेक्ट्रॉनिक पैमाने मापा सतह ईंधन द्रव्यमान और हम मुकुट परत के लिए एक कस्टम जन हानि प्रणाली विकसित की है । प्रणाली व्यक्तिगत लोड निलंबित ईंधन बिस्तर के प्रत्येक कोने से जुड़े कोशिकाओं के शामिल थे । उपभोक्ता ग्रेड वीडियो कैमरों दृश्य लपटें दर्ज की गई; एक कस्टम स्क्रिप्ट का उपयोग कर दृश्य डेटा की छवि प्रसंस्करण ऊंचाई और कोण सहित लौ विशेषताओं उत्पन्न । एक कार्यक्रम के लिए आरजीबी (लाल/हरे/नीले) से वीडियो फ्रेम बदलने के लिए प्रकाश की तीव्रता थ्रेसहोल्ड की एक प्रक्रिया के माध्यम से काले और सफेद कोडन विकसित किया गया था । लौ के किनारे काले और सफेद वीडियो फ्रेम से प्राप्त किया गया था । अधिकतम ज्वाला ऊँचाई को ज्वाला किनारे के उच्चतम बिन्दु के रूप में परिभाषित किया गया, तात्कालिक ज्वाला ऊँचाइयों को भी प्राप्त किया गया. एक छवि में, लौ की ऊंचाई ईंधन बिस्तर के आधार से लौ के अधिकतम ऊर्ध्वाधर बिंदु को मापा गया था । सभी प्रसंस्करण कोड के रूप में अच्छी तरह से साधन नियंत्रण इस प्रोटोकॉल के लिए बनाया गया इंटरफेस उनके सॉफ्टवेयर का उपयोग साइट के माध्यम से यहां लेखकों द्वारा उपलब्ध कराया गया है । स्थानीय स्तर पर रहते ईंधन की कटाई और 24 घंटे के भीतर प्रयोगात्मक जलता संचालन नमी हानि कम । एक thermocouple सरणी हवा स्ट्रीम वार प्रसार दर की गणना को सक्षम करने की दिशा में ईंधन बिस्तर तापमान दर्ज की गई । चित्रा 1 thermocouple व्यवस्था के साथ साथ ईंधन बिस्तर सेटअप के एक चित्र से पता चलता है । प्रायोगिक प्रोटोकॉल का विवरण ।

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Protocol

< p class = "jove_content" > सावधानी: निम्नलिखित प्रोटोकॉल में कई चरणों के रूप में गतिविधियों है कि चोट के कारण की क्षमता है शामिल, सुनिश्चित करें कि उचित व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) आग सहित सुरक्षा प्रोटोकॉल स्थापित निम्नलिखित प्रयोग किया जाता है प्रतिरोधी कपड़े और सुरक्षात्मक eyewear.

< p class = "jove_title" > 1. क्राउन फ्यूल बेड लोड सेल इंस्ट्रूमेंटेशन सेटअप

  1. संशोधित 4 सी-clamps को संलग्न कर दोहरी स्प्रिंग गेट carabiners (देखें Table of सामग्री ) पर पिन होल के माध्यम से दबाना & #39; s पेंच अंत (देखें < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा २ ). क्राउन फ्यूल बेड को सस्पेंड करने के लिए carabiners का इस्तेमाल करें ।
    2. C-clamps के एक अलग सेट का उपयोग
  2. , प्रत्येक लोड तनाव गेज सेल पवन सुरंग फ्रेम के शीर्ष भाग के लिए (देखें < मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 2 ).
  3. नीचे लटका carabiners के साथ, तनाव गेज कोशिकाओं के मुक्त अंत करने के लिए संशोधित सी clamps संलग्न । क्राउन ईंधन बिस्तर के लिए मंच के लिए जंजीरों देते हैं ।
  4. हवा सुरंग फ्रेम से क्राउन ईंधन बिस्तर मंच निलंबित करने के लिए, एक carabiner के लिए क्राउन ईंधन बिस्तर श्रृंखला के प्रत्येक कनेक्ट.
  5. एक बार चार लोड कोशिकाओं के प्रत्येक पूरी तरह से घुड़सवार और ईंधन बिस्तर से जुड़े हैं, ह्वीटस्टोन पुल जो डेटा अधिग्रहण के लिए इस्तेमाल किया जाएगा अपने तारों से कनेक्ट । आग आश्रयों के लिए इस्तेमाल किया तरह के रूप में इस तरह की सामग्री को अछूता, के साथ लोड कोशिकाओं को कवर ।
< p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 2" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig2.jpg"/>
चित्रा 2: पवन सुरंग क्राउन ईंधन बिस्तर लोड सेल इंस्ट्रूमेंटेशन. ( a ) विंड टनल फ्रंट व्यू ( b ) संशोधित सी-carabiner और क्राउन फ्यूल बेड चेन के साथ दबाना जो क्राउन फ्यूल बेड का समर्थन करता है । ( सी ) लोड सेल एक सी दबाना का उपयोग कर हवा सुरंग फ्रेम करने के लिए संलग्न । < a href = "//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig2large.jpg" target = "blank" > इस फिगर का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

< p class = "jove_title" > 2. लोड सेल अंशांकन

< p class = "jove_content" > नोट: लोड कोशिकाओं द्वारा उत्पादित संकेत एक समकक्ष द्रव्यमान के माध्यम से करने के लिए कनवर्ट किया जाता है:
< img alt = "समीकरण 2" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591eq2.jpg"/>
जहां V संकेत है, आमतौर पर millivolts में, एक और बी अंशांकन के माध्यम से निर्धारित किया जा करने के लिए स्थिरांक हैं, और m ग्राम में द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है । समीकरण में सभी मापदंडों (2) कस्टम साधन नियंत्रण इस प्रोटोकॉल में क्राउन मास इंस्ट्रूमेंटेशन के लिए विकसित इंटरफेस के माध्यम से प्राप्त कर रहे हैं । पहली प्रणाली का उपयोग करते समय, परिशुद्धता वजन लोड सेल संकेत जांच करने के लिए उपयोग किया जाता है । अंशांकन स्थिरांक एक और B इन परिशुद्धता भार के भार को मापने के लिए उत्पादित संकेत के आधार पर प्राप्त किया जाएगा । स्थिरांक a से परिकलित की जाती है:
< img alt = "समीकरण 3" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591eq3.jpg"/>
जहां m t परीक्षण परिशुद्धता वजन के एक बड़े पैमाने पर है, एक w के साथ उत्पादित संकेत है भार सेल पर लोड है, जबकि एक डब्ल्यू, हे लोड सेल पर कोई वजन लागू किया जाता है जब उत्पादित संकेत करने के लिए संगत है ।

  1. अंशांकन निरंतर प्राप्त करने के लिए एक , हुक परिशुद्धता वजन (एक अच्छी रेंज होगा २००-५०० g) पहले लोड सेल के लिए । पैरामीटर के रूप में परिशुद्धता वजन के द्रव्यमान का प्रयोग करें m t समीकरण (3) में.
  2. लोड सेल प्राप्त करने के लिए १२८ इनपुट # फ़ील्ड का उपयोग कर सेट के रूप में < सबल वर्ग = "xfig" > चित्र 3 बी , i .1. यह डिवाइस द्वारा अनुमत अधिकतम मान से मेल खाती है ।
  3. उपकरण अंतरफलक से आउटपुट 0 पर संकेत उत्पादन पढ़ें (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 3 बी , टेक्नॉलॉजीज) देखें. यह पैरामीटर है समीकरण में एक w (3).
  4. वजन को अनहुक करें और इंस्ट्रूमेंट इंटरफेस में प्रदर्शित नया मान पढ़ें (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्र बी , टेक्नॉलॉजीज). यह पैरामीटर है a w, o .
  5. गणना एक मापदंडों के आधार पर ( m t , a w , अ w, o ) चरणों में प्राप्त २.१ से २.४ और समीकरण प्रस्तुत किए गए.
  6. नियंत्रक इंटरफ़ेस में, प्रत्येक संवेदक के लिए Ch 0-M मान भरें एक पिछले चरण में प्राप्त मूल्य के साथ ।
  7. ऑफ़सेट मान को ढूंढने के लिए, B , सभी भार निकालें, & #39 में मान पढ़ें; output तुले (छ) & #39; बॉक्स (See < सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा 3 सी , टेक्नॉलॉजीज ), गुणा-1 द्वारा इस मान । परिणामी संख्या स्थिरांक B है, तो इस संख्या को & #34; इसके अलावा & #34; Ch 0-A बॉक्स (See < सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्र 3 सी , i .3).
  8. दोहराएँ चरण २.३-२.८ प्रत्येक लोड सेल के लिए (0, 1, 2, 3), सिस्टम अब पूरी तरह से नपे; ईंधन के साथ फ्यूल बेड लोड करने के लिए आगे बढ़ें ।
< p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 3" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig3.jpg"/>
चित्रा 3: साधन नियंत्रण इंटरफेस डेटा इनपुट लोड सेल के लिए कदम अंशांकन. ( एक ) पुल स्थापना के साथ प्रारंभिक सेटअप विंडो और सक्षम बॉक्स ( b ) विंडो लोड सेल अंशांकन ( सी ) के पहले चरण के लिए खिड़की लोड सेल अंशांकन के द्वितीय चरण के लिए विंडो ( d ) विंडो के लिए पिछले लोड सेल अंशांकन के चरण, फ़ाइल यहाँ सहेजा गया है और डेटा लॉगिंग प्रारंभ किया गया था । < a href = "//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig3large.jpg" target = "blank" > इस फिगर का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

< p class = "jove_title" > 3. चैपरल और Excelsior फ्यूल बेड की तैयारी

< p class = "jove_content" > नोट: प्रत्येक प्रयोग 2 किग्रा का लाइव chamise और ०.५ किग्रा का Excelsior (कटा हुआ एस्पेन की लकड़ी) का उपयोग करता है.

    जल के लिए एकत्र ईंधन के ढेर से
  1. , ईंधन की कई 1-पिंट बोतलों (3-4 बोतलें) इकट्ठा ।
    1. ने हमवतन और डीन द्वारा delineated प्रक्रियाओं का पालन करने के लिए ओवन सूखी नमूनों और ईंधन नमी सामग्री प्राप्त < सुप वर्ग = "xref" > ३० .
  2. हाल ही में काटा chamise के एक बंडल से व्यक्तिगत शाखाओं ट्रिम कर दीजिए से अधिक मृत सामग्री और शाखा सामग्री को दूर & #188; इंच व्यास । शेष रहते ईंधन सामग्री को कंटेनर में तौल के लिए रखें ।
  3. का चयन 2 किग्रा की छंटनी की chamise और ०.५ किग्रा excelsior के इलेक्ट्रॉनिक स्केल का उपयोग करके करें । हवा सुरंग तल पर सतह ईंधन बिस्तर मंच पर excelsior के ०.५ किलो प्लेस, सुनिश्चित करना है कि थोक घनत्व के रूप में संभव के रूप में समान है । यह एक ज्ञात क्षेत्र गहराई पर excelsior की एक ज्ञात मात्रा रखकर करते हैं ।
  4. के अलावा खींचो (फुलाना) अपने थोक घनत्व कम करने के लिए संकुचित excelsior तो यह आसानी से जला देगा । & #160; ऊंचा ईंधन बिस्तर बनाने के लिए लोड कोशिकाओं से लटका मंच पर छंटनी की chamise के 2 किलो लोड । समान ईंधन बिस्तर का उत्पादन करने के लिए पूरे प्लेटफार्म पर समान रूप से chamise शाखाओं का प्रसार करना ।
< p class = "jove_title" > 4. Thermocouple व्यवस्था

< p class = "jove_content" > नोट: K-Type thermocouples दोनों ईंधन बिस्तरों के तापमान को मापने के लिए उपयोग किया जाता है । डेटा एक कस्टम ग्राफिकल यूजर इंटरफेस के साथ नियंत्रित डेटा अधिग्रहण प्रणाली के माध्यम से एकत्र की है (नियंत्रक डिजाइन सॉफ्टवेयर के लिए सामग्री की तालिका देखें) । thermocouples अनुशंसित उपयोग के लिए ०.९ एस.

की प्रतिक्रिया समय के साथ 24 AWG thermocouples हैं
  1. की एक सरणी कनेक्ट १६ २४ AWG thermocouples (कंडक्टर व्यास: ०.५१०५४ मिमी) एक डेटा लकड़हारा (प्रतिक्रिया समय: ०.९ s).
  2. 6 thermocouples को क्राउन फ्यूल लेयर में डालें । इन thermocouples को 20 सेमी अलग रखें और शाखाओं के साथ thermocouples के संपर्क से बचें । सतह ईंधन परत में 10 thermocouples डालें । इन सतह ईंधन thermocouples 10 सेमी के अलावा प्लेस और शाखाओं के साथ thermocouples के संपर्क से बचने (< मजबूत वर्ग देखें = "xfig" > चित्रा 4 ).
  3. thermocouple नियंत्रण सॉफ्टवेयर इंटरफ़ेस में & #34; Start & #34; बटन पर क्लिक करके डेटा लॉगिंग सक्रिय करें ।
< p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 4" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig4.jpg"/>
चित्रा 4: thermocouple सरणी के साथ सतह और क्राउन फ्यूल बेड का आरेख स्थान. यहां 6 thermocouples को एक दूसरे के अलावा क्राउन फ्यूल लेयर 20 सेमी में डाला गया । 10 thermocouples सतह ईंधन परत 10 सेमी के अलावा में डाला गया । < a href = "//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig4large.jpg" target = "blank" > इस फिगर का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

< p class = "jove_title" > 5. इमेज अधिग्रहण सेटअप

  1. माउंट पवन सुरंग विंडो के ऊपर 10-सेमी-अंतराल पर लाल निशान है जो दृश्य संदर्भ लक्ष्य । प्रयोग वीडियो से लौ ऊंचाई निर्धारित करने के लिए एक संदर्भ के रूप में इस लक्ष्य का उपयोग करें.
    नोट: नमूना लौ हाइट्स में प्रस्तुत कर रहे हैं < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा ५ .
  2. सेटअप फोटोग्राफिक डाटा संग्रह । हवा सुरंग परीक्षण क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित कर, ताकि पूरे ऊर्ध्वाधर संदर्भ लक्ष्य के रूप में के रूप में अच्छी तरह से ईंधन बिस्तर क्षेत्र पर कब्जा करने के लिए कैमरा ध्यान समायोजित करें ।
  3. सेटअप वीडियो कैमरा डेटा संग्रह । एक यूनिवर्सल कैमरा दीवार पर माउंट के साथ वीडियो कैमरा माउंट करने के लिए हवा सुरंग परीक्षण अनुभाग का पूरा दृश्य प्रदान करने के लिए ।
< p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 5" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig5.jpg"/>
चित्रा 5: एक ठेठ प्रयोग से नमूना लौ हाइट्स के फोटोग्राफ । लाल अंकन के साथ नीले दृश्य लक्ष्य प्रयोग वीडियो से लौ ऊंचाई निर्धारित करने के लिए एक संदर्भ के रूप में कार्य करता है. < a href = "//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig5large.jpg" target = "blank" > इस फिगर का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

< p class = "jove_title" > 6. फ्लो सेटअप

< p class = "jove_content" > नोट: पवन सुरंग एक चर गति प्रशंसक के साथ सुसज्जित है । पवन सुरंग में हवा का बहाव पहले से पंखे की गति से करने पर तुले हुए हैं । वांछित हवा वेग को प्राप्त करने के लिए, प्रशंसक घूर्णन गति (हर्ट्ज में) चुना जाता है. वर्तमान प्रयोगों में, कोई हवा और 1 मी. हवा प्रवाह मामलों का अध्ययन किया गया ।

  1. गति नियंत्रक पर 1 मी के लिए प्रशंसक गति सेट । यह सुनिश्चित करें कि यह ठीक से काम कर रहा है प्रशंसक पर बारी ।
    2. पंखे बंद
  2. । अब यह प्रयोग के लिए तैयार है ।
    नोट: बर्न बिल्डिंग के लिए कार्य स्थान से धुआं खाली करते समय सुरक्षित रूप से अग्नि प्रयोगों का संचालन करने के लिए बनाया गया है । स्थानीय अग्निशमन अधिकारियों को सूचित करें कि झूठी अलार्म की घटना को समाप्त करने के लिए प्रयोग किए जा रहे हैं ।
  3. इमारत में सभी दरवाजों को बंद करना सुनिश्चित करें कि छत वेंट धुआं निकासी के लिए ही संभव बाहर निकलें ।
  4. हवा की आपूर्ति प्रशंसकों पर बारी मंजिल के स्तर पर इमारत के बाहर से ताजा हवा में लाने के लिए । निकास प्रशंसकों पर बारी छत वेंट के माध्यम से धूंरपान खाली करने के लिए ।
    नोट: यह एक कम वेग, इमारत है कि मामूली दबाव अंतर और छत के उद्घाटन के कारण खड़ी उगता बाहर से उच्च मात्रा हवा का प्रवाह स्थापित हो जाएगा ।
  5. प्रत्येक प्रयोग करने से पहले, एक गीले बल्ब आर्द्रतामापी के सापेक्ष आर्द्रता और परिवेशी वायु के तापमान को मापने के लिए उपयोग करें ।
< p class = "jove_title" > 7. इग्निशन (चरण 8 के साथ एक साथ लागू)

< p class = "jove_content" > नोट: इग्निशन प्रक्रिया प्रज्वलन चालक दल के सदस्य द्वारा इस प्रकार के रूप में आयोजित किया जाना चाहिए । वृद्धि की सुरक्षा के लिए, यह अनुशंसित है कि एक दूसरे चालक दल के सदस्य प्रज्वलन के दौरान परीक्षण क्षेत्र के पास रहते हैं ।

  1. जब निर्देश & #39; प्रज्वलित & #39;, विकृत एथिल शराब के साथ excelsior सतह ईंधन बिस्तर के अग्रणी धार सोख । शराब की बोतल दूर प्रज्वलन क्षेत्र से प्लेस और एक ब्यूटेन मशाल का उपयोग, ईंधन बिस्तर के अग्रणी किनारे के समानांतर एक पंक्ति में सतह ईंधन बिस्तर के अंत प्रज्वलित । शराब लथपथ ईंधन के रूप में चौकस हो आसानी से प्रज्वलित होगा ।
  2. एक बार ईंधन बिस्तर प्रज्वलित किया गया है, परीक्षण अनुभाग से बाहर कदम और सुरंग दरवाजा बंद । यदि हवा प्रयोग के लिए आवश्यक है, हवा सुरंग प्रशंसक पर बारी ।
< p class = "jove_title" > 8. प्रारंभ प्रायोगिक भागो

< p वर्ग = "jove_content" > नोट: पर प्रयोग की पुष्टि सही ढंग से सेटअप है, कैमरों शुरू किया जाना चाहिए ।

  1. को रिकॉर्ड करने के लिए वीडियो कैमरा चालू करें.
  2. बात जोर से प्रयोग संख्या/कोड, तिथि, और प्रयोगात्मक विंयास ताकि वीडियो कैमरा पर माइक्रोफोन यह जानकारी रिकॉर्ड ।
  3. कंप्यूटर क्रू को टिक करके डेटा लॉगिंग शुरू करने का निर्देश देता है & #34; डेटा लॉगिंग सक्षम करें & #34; इंस्ट्रूमेंट कंट्रोल इंटरफेस में ऑप्शन (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 3d , i. 1) देखें. प्रज्वलन व्यक्ति को ईंधन प्रज्वलित करने के लिए निर्देश । एक बार इग्निशन चालक दल के सदस्य हवा सुरंग से बाहर निकलता है, पवन चालक दल के सदस्य को निर्देश हवा सुरंग प्रशंसक शुरू करते हैं । यह उस प्रयोग की शुरुआत होगी जहां समय शूंय है (t = 0) ।

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Representative Results

मुकुट और सतह लौ ऊंचाई डेटा वीडियो डेटा से प्राप्त किया गया । प्रयोगों के लिए ठेठ लौ ऊंचाई रुझान चित्रा 6में प्रस्तुत किया है । लौ ऊंचाई व्यवहार पीछा किया है कि सन एट अल में पाया । 14

Figure 6
चित्रा 6: अनुमानित क्राउन लौ ऊंचाई. यहां U = 1 मी/, सतह मुकुट जुदाई d = ७० सेमी । यह एक प्रतिनिधि वर्ग ई प्रयोग से मेल खाती है । लौ ऊंचाई प्रयोग वीडियो से छवियों प्रसंस्करण द्वारा प्राप्त की है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

चित्रा 6 में लौ ऊंचाई का विकास चुना गया था क्योंकि यह हवा के साथ प्रयोगों के लिए ठेठ लौ ऊंचाई व्यवहार से पता चलता है । प्रयोगों के इन प्रकार में, लपटें छोटे शुरू, ईंधन बिस्तर के बीच में बड़े करीब हो, तो आग की लपटों के रूप में समय के साथ क्षय होगा ईंधन बिस्तर के अंत करने के लिए करीब मिलता है । प्रस्तुत चित्रा में प्रयोग केस एफ (1m/एस में हवा और मुकुट और सतह ईंधन के बीच दूरी पर ७० सेमी) । इस मामले में, हवा की लौ झुकाव के लिए मदद करता है । लौ झुकाव के कारण, ईंधन बिस्तर के लिए लौ के radiating गर्मी हस्तांतरण31बढ़ाया है । के रूप में लौ ईंधन बिस्तर के माध्यम से यात्रा यह पूर्व ईंधन इसे से आगे गर्मी होगी । मध्य ईंधन बिस्तर के लिए एक इष्टतम स्थान है जहां पर्याप्त overheating ईंधन की एक बड़ी मात्रा में हुई है एक बड़ी लौ बनाने लगता है । ईंधन बिस्तर के अंत भी पूर्व गर्म है, तथापि, ईंधन की मात्रा सीमित हो जाता है ताकि कम उत्ताप गैसों जारी कर रहे है जो कमी लौ ऊंचाई में परिणाम है ।

ईंधन की खपत की दर दोनों ईंधन बिस्तरों की पूरी हद तक प्राप्त किया गया । चयनित प्रयोगों के लिए बड़े पैमाने पर नुकसान का विकास चित्रा 7में प्रस्तुत किया जाता है । गैर आयामी पैरामीटर एम तात्कालिक जन एम और प्रारंभिक मास एम0का अनुपात है । क्वांटिटी टाइम Τ का अनुपात है प्रयोगात्मक समय टी और कुल जला समय टीएफ, जहां कुल जला समय ज्वलंत प्रज्वलन बंद कर दिया है जब समय के रूप में परिभाषित किया गया है. प्रयोगों के दौरान बड़े पैमाने पर नुकसान के विकास की उंमीद व्यवहार का पालन किया । तीन सामान्य क्षेत्र जन हानि वक्र की विशेषताओं से पहचाने गए थे: प्रज्वलन, ज्वलंत, और टिमटिमाती, चित्रा 7देखें. यह एक मामला एफ प्रयोग (1 मी., सतह और ७० सेमी के मुकुट के बीच की दूरी पर हवा) था । ईंधन की नमी सामग्री ४५% थी, सापेक्ष आर्द्रता ६६% थी, और कुल जला समय २.५ मिनट था । कुल मिलाकर जन हानि और जन हानि दर प्रवृत्तियों Rothermel३२ और Freeborn एट अलद्वारा प्रस्तुत उन मिलान । ३३

Figure 7
चित्र 7: ईंधन की खपत की प्रवृत्ति । चित्रित एक प्रतिनिधि वर्ग F प्रयोग है, जहां U = 1 मी/और सतह मुकुट जुदाई डी = ७० सेमी । दहन क्षेत्रों साजिश में लेबल (प्रज्वलन, ज्वलंत और टिमटिमाती) हैं । इन तीन क्षेत्रों के साथ सामान्यीकृत प्रवृत्ति अधिकांश प्रयोगों के लिए मनाया गया. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

दोनों सतह और मुकुट इस पद्धति के माध्यम से वर्णित प्रयोगों से प्राप्त परतों के लिए बड़े पैमाने पर हानि प्रवृत्तियों को समझाने के लिए, चार प्रयोगों के लिए परिणाम चित्रा 8 और चित्रा 9में प्रस्तुत कर रहे हैं. चित्र 8 द्वारा दर्शाए गए प्रायोगिक श्रेणियों के लिए औसत बर्न बार निम्नानुसार थे: कक्षा सी और डी का औसत ४.५ मिनट और कक्षा ई और एफ औसत २.५ मिनट । के रूप में मनाया जा सकता है, हवा में बड़े पैमाने पर नुकसान की दर और कुल जला समय बढ़ाया ।

Figure 8
चित्रा 8: प्रतिनिधि प्रयोगों के लिए सतह ईंधन बिस्तर जन हानि । डेटा 1 मी में हवा के साथ प्रयोगों से दिखाया और हवा के बिना कर रहे हैं, साथ ही साथ दो सतह-मुकुट दूरी परीक्षण: d = ६०, ७० सेमी. जन हानि डेटा यहां भूतल ईंधन बिस्तर के लिए इस्तेमाल डिजिटल पैमाने से प्राप्त कर रहे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 9
चित्रा 9: प्रतिनिधि प्रयोगों के लिए क्राउन ईंधन बिस्तर जन हानि. डेटा हवा के साथ और हवा के बिना प्रयोग दिखाने के साथ ही दो सतह मुकुट परीक्षण दूरी । जन हानि डेटा यहां लोड सेल क्राउन ईंधन बिस्तर के लिए इस्तेमाल इंस्ट्रूमेंटेशन से प्राप्त की है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

गैस चरण तापमान दोनों ईंधन बिस्तर के भीतर सोलह thermocouples का उपयोग कर बिस्तर के लिए मापा गया । Thermocouples टी0-T15 लेबल हैं, चित्रा 4 thermocouple व्यवस्था को दर्शाया गया है. Thermocouples टी0-T09 को सरफेस फ्यूल बेड के अंदर रखा गया था, जबकि T10-T15 के अंदर क्राउन फ्यूल बेड रखा गया था । एक चयनित प्रयोग के लिए क्राउन ईंधन बिस्तर तापमान चित्रा 10में प्रस्तुत कर रहे हैं ।

Figure 10
चित्र 10: ईंधन बिस्तर गैस तापमान क्राउन ईंधन बिस्तर । Thermocouple व्यवस्था चित्रा 4में दर्शाई गई है । दिखाया सतह ईंधन बिस्तर और 1 मी की हवा की गति के बिना एक वर्ग बी प्रयोग है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 11
चित्र 11: तापमान thermocouples के अनुचित रखने से उत्पंन रीडिंग । Thermocouple व्यवस्था चित्रा 4में दर्शाई गई है । चित्रित मुकुट ईंधन बिस्तर तापमान जहां thermocouples अनुचित तरीके से रखा गया के रूप में असामान्य रूप से कम तापमान से स्पष्ट है के लिए डेटा रहे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

यह ध्यान रखें कि अगर thermocouples ईंधन बिस्तर में ठीक से नहीं डाला जाता है महत्वपूर्ण है, तापमान रीडिंग गलत हो जाएगा । उदाहरण के लिए, चित्रा 11द्वारा प्रतिनिधित्व प्रयोग में तापमान रीडिंग की जांच पर, यह नोट किया गया था कि क्राउन ईंधन बिस्तर thermocouples (T15) में से एक के लिए तापमान जल शर्तों के लिए सामांय से नीचे था । इन टीemperatures जल chamise के गैस चरण के तापमान की तुलना में परिवेशी स्थितियों के करीब थे । इस प्रकार, यह अनुमान है कि इस मामले में, thermocouple T15 प्रयोग के माध्यम से ईंधन बिस्तर के बाहर रह गया था ।

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Discussion

प्रयोग भर में ऊंचा ईंधन द्रव्यमान मापने की क्षमता यहां प्रस्तुत तकनीक का मुख्य लाभ में से एक था । चैपरल आग को संबोधित पिछले अध्ययनों से या तो केवल मुकुट आग दीक्षा या केवल सतह पर फैल पर ध्यान केंद्रित किया है, लेकिन दोनों नहीं । इस तरह के अध्ययनों ने क्राउन लेयर में इग्निशन की संभावना मात्रा है और फ्यूचर वर्क23के लिए स्प्रेड का अध्ययन छोड़ दिया है । हमारी कार्यप्रणाली बड़े पैमाने पर हानि, तापमान वितरण, और दोनों झाड़ी मुकुट आग प्रज्वलन और प्रसार में शामिल परतों के लिए लौ ज्यामिति के माप के लिए अनुमति देता है । यह परोक्ष रूप से जन हानि की दर से ऊर्जा प्रवाह को संदर्भित करने के लिए एक साधन प्रदान करता है । अंय अध्ययनों से पता चला है सीधे आग प्रसार प्रयोगों में गर्मी प्रवाह को मापने के लाभ । Finney एट अल. जंगल की आग फैल प्रयोगों३४में गर्मी प्रवाह माप के कई उदाहरण प्रस्तुत किया । इस तरह के काम के माध्यम से, वे भूमिका पर महत्वपूर्ण टिप्पणियों को बनाने के लिए कर रहे थे संवहनी और radiating गर्मी की आग में प्रसार खेल । यहां प्रस्तुत पद्धति चैपरल में जंगल की आग में फैल ऊर्जा गतिशीलता के आधारभूत टिप्पणियों के लिए अनुमति दी । एक लाभकारी अगले कदम में एक और अधिक radiating और संवहनी गर्मी हस्तांतरण के विशेष योगदान का गहराई से विश्लेषण शामिल होगा । भविष्य के अध्ययन के लिए, हम गर्मी प्रवाह के प्रत्यक्ष माप की खोज की सलाह देते हैं ।

माप में सटीकता सुनिश्चित करने के लिए कई महत्वपूर्ण कदम हैं. लोड क्राउन जन हानि को मापने कोशिकाओं के अंशांकन शायद सबसे महत्वपूर्ण कदम है और कदम है कि सबसे अधिक समय लगता है । इसका कारण यह है कि प्रत्येक प्रयोग दिवस के अंत में, क्राउन फ्यूल बेड अनमाउंटेड होना चाहिए, और विंयास में थोड़ा सा आंदोलन बड़े पैमाने पर रीडिंग में परिवर्तन का कारण बन सकता है । इसलिए, अंशांकन प्रत्येक प्रयोग दिवस की शुरुआत में किया जाना चाहिए । भविष्य के प्रयोगों के लिए, एक अधिक स्थायी विन्यास आदर्श होगा. इस भविष्य विंयास में, व्यक्तिगत लोड कोशिकाओं प्रयोगात्मक सेटअप करने के लिए चिपका होगा ।

अंशांकन कदम के अलावा, प्रोटोकॉल में एक और महत्वपूर्ण कदम ईंधन की तैयारी है । संपूर्ण प्रायोगिक कार्यक्रम की मंशा निर्धारित अग्नि व्यवहार की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता में सुधार लाने के उद्देश्य से जीवित ईंधनों में दहन की बेहतर समझ विकसित करना है. जबकि ½ इंच (१.२७ सेमी) तक जीवित शाखाओं एक उच्च चैपरल में जला निर्धारित तीव्रता की लौ सामने भस्म किया जा सकता है (देखें ग्रीन३५), बड़ा व्यास ईंधन आमतौर पर लौ सामने नहीं जला रहे हैं । प्रयोगशाला चैपरल ईंधन का उपयोग कर जलता ईंधन है कि आम तौर पर एक निर्धारित जला लौ सामने फैल (कोहेन और ब्रेडशॉ३६, Weise एट अल देख द्वारा भस्म हो जाएगा पर ध्यान केंद्रित किया है । ३७). प्रमुख चैपरल प्रजातियों में chamise (Adenostoma fasciculatum) शामिल हैं, जबकि अन्य चैपरल ईंधनों में manzanita (Arctostaphylos glandulosa) और hoaryleaf ceanothus (ceanothus crassifolius) शामिल हैं. यहाँ chamise ईंधन चुना गया था क्योंकि यह इन प्रजातियों का सबसे ज्वलनशील है. प्रोटोकॉल के रूप में लंबे समय के रूप में शाखा आकार ¼ इंच से नीचे बनाए रखा है अंय प्रजातियों में शामिल संशोधित किया जा सकता है ।

आम तौर पर, ईंधन के रूप में चुनी गई प्रजातियों की परवाह किए बिना, शाखाओं की छंटनी की जानी चाहिए कि सभी शाखा व्यास & #60; ¼ इंच (०.६३ सेमी) में एकरूपता बनाए रखने के लिए । यह चरण निष्पादित नहीं कर रहा है या इसे गलत तरीके से करने से परिणामों की reproducibility को नकारात्मक रूप से प्रभावित करेगा । शाखाओं को ट्रिम करने पर भी नुकसान हो सकता है क्योंकि बहुत छोटे शाखा आकारों के साथ ईंधन बिस्तरों को अधिक से अधिक पैकिंग घनत्व है और इसलिए भी अलग ढंग से जला देते हैं । यहां वर्णित प्रक्रिया में, निंनलिखित Omodan३८, पैकिंग घनत्व ९.२ किग्रा/एम3के एक औसत पर बनाए रखा गया था ।

यह ध्यान देने योग्य है कि क्योंकि इस प्रयोग के पैमाने पर, 4 या अधिक लोगों के एक दल के प्रयोग के दौरान दक्षता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है लायक है । सभी समय पर दिखाई प्रोटोकॉल के साथ चालक दल के आरोप में एक व्यक्ति होने के लिए सभी कदम सही ढंग से पालन कर रहे है सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है । यह व्यक्ति चालक दल की सुरक्षा के साथ-साथ प्रयोग के समन्वय के आरोप में है. यह महत्वपूर्ण है कि इस व्यक्ति और चालक दल के बाकी उनकी सुरक्षा पर ध्यान देना है और पर्यावरण की है, जो आग बुझाने की दृश्यता होने का मतलब है, निकास वेंट सुनिश्चित करने पर है और दरवाजे प्रयोग के दौरान बंद कर रहे हैं ।

इसके अतिरिक्त, यह एक एकल ट्रिगर बटन के साथ सभी उपकरणों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए लाभप्रद होगा. यह डेटा विश्लेषण और प्रसंस्करण अधिक कुशल बनाना होगा । अंत में, यहां तकनीक के बाद एक प्राकृतिक प्रगति में महारत हासिल है ऐसे तापमान नियंत्रण जो अंय अध्ययनों में दिखाया गया है के रूप में शेष हवा सुरंग क्षमताओं में से कुछ को एकीकृत करने के लिए एक और महत्वपूर्ण पहलू पर विचार किया जाएगा । यह पर्यावरणीय स्थितियों के नियंत्रण की एक व्यापक श्रेणी सक्षम करेगा । यहां प्रस्तुत परिणाम गर्मियों के महीनों के दौरान किए गए प्रयोगों से हैं जब ईंधन आमतौर पर सुखाने होते हैं; यह अवधि भी वर्ष के एक हिस्से से मेल खाती है जब wildland आग होती है । अगर, तथापि, मौसम की एक बड़ी रेंज के लिए एक प्रयोगात्मक अवधि के दौरान विश्लेषण किया जा रहे हैं, हवा सुरंग तापमान नियंत्रण कार्यरत हो सकता है । इसी प्रकार, ईंधन नमी सामग्री की भिंनता चैपरल क्राउन आग संक्रमण और प्रसार पर इस पैरामीटर के प्रभाव पर अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा । एक विस्तारित अध्ययन डिजाइन करने में ईंधन की नमी सामग्री और नियंत्रित मापदंडों के रूप में थोक घनत्व, त्रुटि विश्लेषण जैसे Mulvaney एट अल द्वारा प्रदान की एक प्रयोगात्मक एकरूपता३९के साथ एक पद्धति डिजाइन करने में सहयोगी होता शामिल है ।

तकनीक यहां वर्णित क्राउन आग व्यवहार की एक परीक्षा है कि बड़े पैमाने पर, तापमान की माप को एकीकृत करता है, और शामिल ईंधन के दोनों परतों के लिए लौ ज्यामिति सक्षम बनाता है । इस पद्धति से उत्पंन विश्लेषण एक मुकुट आग के रूप में विशेष रूप से स्वतंत्र, निष्क्रिय या सक्रिय क्राउन आग व्यवहार की सीमा के भीतर चैपरल आग के एक वृद्धि की समझ के लिए नेतृत्व कर सकते है वान Wagner द्वारा प्रस्तुत के रूप में5, इस प्रकार ज्ञान प्रदान करने के लिए आग की भविष्यवाणी और नियंत्रण में सहायता ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक बेंजामिन Sommerkorn, गेब्रियल ड्यूपॉंट, जेक Eggan और Chirawat Sanpakit जो यहां प्रस्तुत प्रयोगों के साथ सहायता स्वीकार करना चाहते हैं । Jeanette Cobian Iñiguez नासा MUREP संस्थागत अनुसंधान अवसर (MIRO) अनुदान संख्या NNX15AP99A द्वारा समर्थन स्वीकार करता है । यह काम भी usda वन सेवा, PSW अनुसंधान स्टेशन और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के बीच एक समझौते के माध्यम से USDI राष्ट्रीय आग योजना द्वारा वित्त पोषित किया गया-नदी के किनारे ।

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

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इंजीनियरिंग अंक १२९ चैपरल विंड टनल भूतल आग क्राउन फायर ईंधन जन हानि लौ ऊंचाई
पवन सुरंग प्रयोगों चैपरल क्राउन आग का अध्ययन करने के लिए
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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).

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