Experimentell metodik för skattning av lokala värmeflöden och Burning priser i Steady laminära gränsskiktet Diffusionsflammor

1Department of Fire Protection Engineering, University of Maryland
Engineering
 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Singh, A. V., Gollner, M. J. Experimental Methodology for Estimation of Local Heat Fluxes and Burning Rates in Steady Laminar Boundary Layer Diffusion Flames. J. Vis. Exp. (112), e54029, doi:10.3791/54029 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Modellering realistiska brinnegenskaperna hos kondenserad fas bränslen har varit utom räckhåll, delvis på grund av en oförmåga att lösa de komplexa sambanden förekommer vid gränsytan mellan gas-fas flammor och kondenserad fas bränslen. Den aktuella forskningen ger en teknik för att utforska det dynamiska förhållandet mellan en brännbara kondenserad bränsleytan och gasfas lågor i laminära gränsskikt. Experiment har tidigare utförts i både tvångs och fria konvektiva miljöer över både fasta och flytande bränslen. En unik metod, baserad på Reynolds Analogt, användes för att uppskatta lokala massförbränningshastighet och flamman värmeflöden för dessa laminära gränsskiktet diffusionsflammor utnyttjar lokala temperaturgradienter vid bränsleytan. Lokala massförbränningshastighet och konvektiv och strålningsvärme feedback från lågorna mättes i både de pyrolys och plym regioner genom att använda temperaturgradienter mappade nära väggen av en två-axlig TraverSE-system. Dessa experiment är tidskrävande och kan vara svårt att utforma som den kondenserade bränsleytan brinner stadigt under en begränsad tid efter tändning. Temperaturprofilerna i närheten av bränsleytan måste mappas under steady förbränning av en kondenserad bränsleytan på en mycket hög spatial upplösning för att fånga rimliga uppskattningar av lokala temperaturgradienter. Noggranna korrigeringar strålningsvärmeförluster från termoelementen är också viktigt för noggranna mätningar. Av dessa skäl måste hela experimentuppställning som skall automatiseras med en datorstyrd traversmekanismen, vilket eliminerar de flesta fel på grund av placeringen av en mikrotermoelement. En översikt av åtgärder för att reproducerbart fånga nära väggen temperaturgradienter och använda dem för att bedöma lokala förbränningshastighet och värmeflöden tillhandahålls.

Introduction

Även kritiska framsteg har gjorts när det gäller brandsäkerhet forskning under det senaste århundradet, förutsäga andelen brandspridning fortfarande en utmaning för många material i olika konfigurationer. Brandspridning ofta fortsätter i antingen den inbyggda eller naturliga miljöer som en serie av tänd av nya element, som härrör från en initial antändningskälla. Kunskap om brandegenskaper hos enskilda brinnande material är avgörande för att förutsäga dessa satser av brandspridning, eftersom det bidrar till att andelen uppvärmning till otänd element. Den värmefrigöringshastigheten (HRR) av ett bränsleelement har därför nämnts som den mest grundläggande kvantiteten i brandforskning 1, är ungefär lika med det brinnande (massförlusten) hastigheten för kondenserad fas bränsle, nämligen den avdunstningshastighet ett flytande bränsle eller pyrolys hastighet av ett fast bränsle.

Förbränningshastigheten kan betraktas som ett mått på antändligheten för en material och är en kritisk parameter vid analysen brandrisk och utformningen av brandsläckningssystem. Den lokala massförlusten (eller förbränning) hastighet, m "f, av en vertikal vägg är, i synnerhet, en viktig variabel i många brandrelaterade problem, såsom flamspridning på en vägg, brand tillväxt och energifrisättningshastigheter inom en inhägnad brand och spridning av rök och het gas plymer för att förutsäga uppåt flamspridning på en vertikal vägg, måste flamhöjden beräknas, vilket beror på den totala energifrisättningshastighet,. som i sin tur är direkt påverkad av den lokala mass bortfallet integreras över hela pyrolysera området väggen 2-3. Även om kunskapen om dessa integrerade massförlustnivåer är relativt väl kända, kunskap om mass brinnande priserna på inkrementella ställen längs en ​​bränsle yta inte är väl kända eftersom experimentella tekniker för att mäta sådana priser är ytterst begränsad. En teknik som ger denna "lokala" massförbränningshastighetskulle kunna få ökad insikt till förbränningen av kondenserade bränslen, som gör det möjligt för forskare att ytterligare förstå de mekanismer som skiljer olika bränslen eller konfigurationer från varandra. Eftersom de flesta material först utvärderas i liten skala (t ex i en konkalorimetern 1), är ett logiskt första steg för att åstadkomma en teknik för att mäta lokala massbrinnhastighet i små, laminärt diffusionsflammor över kondensebränsleytor.

Arbetet presenteras här diskuterar experimentell metodik och protokoll för att utföra experiment på stadiga laminära flammor etablerats under kondensebränsleytor. Uppskattning av lokala temperaturgradienter som använder mikrotermoelement är en särskilt användbar teknik för uppskattning av lokala massförbränningshastighet och värmeflöden i dessa lågor 4-6. En analys av litteratur data visar att det är svårt att bestämma lokala värmeöverförings, förbrännings- och friktionskoefficienter vid kondenseSED bränsleytan, som är viktiga för att förstå fysiken och de bakomliggande mekanismer som driver en viss brand och dess spridning 4-6. Komponenter i värmeflöden, som har förblivit kanske mest uppmätt brand egendom på lokala platser över en bränsle yta, har visat sig vara svårt att mäta. Effekter som variationen av bränslen, värmeflödes skalbarhet, svårigheten att uppnå steady-state förhållanden och olika värmeflödesmätare teknik har bidragit till en ganska bred spridning av uppgifter som finns i litteraturen 4. Mätningar av lokala temperaturgradienter med hög noggrannhet kommer att bidra till att lindra denna variation och även ge värmeöverförings korrelationer som kan användas för numerisk validering av laminära vägg bränder, en kanonisk brand forskningsproblem. Sådana experiment är även användbara i att utforska det dynamiska förhållandet mellan ett brännbara kondenserad bränsleytan och gas-fas lågor i laminär och turbulent gränsskikts. Metoder för att noggrant fånga dessa temperaturgradienter på ett noggrant och repeterbart sätt beskrivs nedan.

Protocol

1. Planering av experiment

  1. Följ instruktionerna och säkerhetsföreskrifterna innan de kommer till brand eller förbränning forskningslaboratorium. Säkerhetsutbildning krävs i allmänhet för nya användare.
  2. Schemalägg dina experiment i förväg för att utföra de nödvändiga testerna. Tänk på detaljerna i försöket, transport av nödvändiga bränslen och nödvändig utrustning.
  3. Identifiera de flytande eller fasta experiment av intresse bränsle. Förbereda de material i enlighet därmed.

2. Framställning av material och instrumentering

  1. För experiment flytande bränsle, förbereda en bränsle veke av poröst icke brännbart material (alkaliska jord silikat ull). Tidigare experiment 4-6 har utnyttjat 8 cm x 8 cm x 1,27 cm för fri konvektion tester och 10 cm x 10 cm x 1,27 cm tjocka skivor för forcerad konvektion tester.
    1. Baka given bränsle veken för cirka 20 minuter genom att exponera den till en diffusionsflamma från en propanbrännare föratt bränna organiska bindemedel inne i veken.
    2. För att eliminera läckage av det flytande bränslet från sidorna av veken, frikostigt tillämpa flytande natriumsilikat med en spruta som omfattar alla ytor av veken utom den övre ytan.
    3. Skärma alla utom den övre ytan av veken med aluminiumfolie. Använda en hög adhesiv temperatur för att klistra aluminiumfolien till sidorna av veken.
  2. För fastbränsle experiment, skär ut ett ark av det fasta bränslet. I tidigare fri konvektion experiment 2, en 8 cm x 8 cm x 1,27 cm tjockt ark av en klar, gjuten polymetylmetakrylat (PMMA) har använts.
  3. Skära ut en slits i ett ark av keramisk fiberisolering ombord lika med storleken på bränsleprov, i vilken för att senare montera provet. Ofta använder samma porösa icke-brännbar som bränsle veken; men försegla det med hög temperatur matt svart färg.
  4. Kontrollera given datainsamling hårdvara och mjukvara. Öppna mjukvaran och kontrollera humöretratur kartläggning algoritm innan utföra nödvändiga tester.

3. Beredning av experimentuppställning

  1. Placera en sidovy digital SLR-kamera, så att den är i linje med den centrala axeln hos det bränsle och tillräckligt långt bort så att den fulla sidovy av den givna flamman tas.
    1. För forcerad konvektion lågor, bild en fi eld med tanke på mitten av bränsleprov med en yta på 16 cm x 8 cm för att beräkna lågan stand-off-avståndet i pyrolyszonen.
  2. Placera traversmekanismen ovanför bränsleprov. Fästa en 50 ^ m tråddiameter mikrotermoelement till den horisontella axeln av traversmekanism med omsorg.
  3. Slå på den programmerbara stegmotorstyrningen.
  4. I fallet med forcerat flöde experiment, kraft upp centrifugalfläkt av vindtunneln.
  5. Ställa in pulsbreddsmodulering (PWM) regulator till en frekvens av 7000 Hz med effektinställningar ranging från 16% till 50% för olika fläkthastigheter, kontrollerade med en varmtrådsvindmätare.
  6. Skyddsglasögon och brandsäkra hand handskar innan du fortsätter med testet.
  7. Under varje provning blöta veken med flytande bränsle (metanol eller etanol) fram till dess mättnadspunkt. För en 8 cm x 8 cm x 1,27 cm tjock veke, 90 ml var tillräckligt för att fullständigt blöta veken med hjälp av två 60 ml sprutor, medan för en 10 cm x 10 cm x 1,27 cm tjock veke, var 120 ml visat sig vara tillräcklig.
  8. Placera bränsle indränkt veke / fastbränsleplattan försiktigt in bränslevekeshållaren. Kontrollera planhet av bränsle veken ytan med en vinkel mätare.
  9. Öppna mass programvara balans och kontrollera inställningarna för USB-gränssnittet. Kontrollera massbalans och notera behandlingen före testet.

4. springa Experiment i en förbrännings eller Fire Lab

  1. Säkerställ korrekt ventilation experimentanläggning genom att vrida på avgas efter att ha avslutat varje uppsättning av experiment. Exhaust bör vara så minimal eller isoleras som möjligt under de experiment för att hjälpa till att eliminera flödesstörningar.
  2. Innan ett prov antänds, kalibrerar den digitala kameran sidovy genom att ta en bild på ett ark av rutat papper eller linjal som är i linje längs den centrala axeln av bränsleytan. Skaffa en genomsnittlig pixel / mm räkningen från kalibreringsbilder. Använd detta värde pixlar / mm under efterbehandlingen av bilderna (för att ställa in mätskalan i ImageJ).
  3. Tända bränslet med en propanbrännare, momentant röra den för ett flytande bränsle veken och passerar lågan likformigt över ytan för 50-60 sek med ett fast bränsle.
  4. Börja experimentell tid omedelbart efter jämn tändning. Använd ett stoppur för att beteckna brinntid.
  5. Tryck på datainsamling knappen på massbalansprogram.
  6. Övervaka massa förlust av brinnande veken under ett tidsintervall och skriva den till en mätning fil. Använd massbalans programvara för given syfte.
  7. Upprepa steg 4,3-4,6 för flera tester under samma förhållanden för att säkerställa repeterbarhet.
  8. Använd massförlust mot tidskurvan för att bestämma den stadiga brinnande regimen, där en linjär passning av massförlust har ett stort värde för R2.
  9. För instabila fasta bränslen, bränna prover på 50 sek steg från tändning till utbrändhet att mäta ytan regression (t.ex. för 50 sek, 100 sek, 150 sek, etc.).
  10. Cut brände fasta bränslen längs mittlinjen efter kylning för regressionstestning.
  11. Ta sidovy fotografier av skurna fasta bränslen och belastning i ImageJ. Mät regression vid strömnings platser genom att omvandla pixlar cm med en linjal. Steg för steg för att behandla en given bild i ImageJ listas nedan.
    1. Öppna sidan-view fotografi av provet fast bränsle i ImageJ via Välj Arkiv → Öppna bild.
    2. Öppna kalibreringsbild (med linjal) av provet fast bränsle i ImageJvia Välj Arkiv → Öppna kalibreringsbild.
    3. Stack upp kalibreringsbilden och fast bränsleprov bild. Gå till Bild → travar → bilder att stapla.
    4. Ställ mätskala: Rita en linje mellan två punkter av känd sträcka, såsom en linjal på fotografiet. Gå till Analysera → Set Scale. I Set Skala fönstret längden på linjen, i pixlar, visas. Skriv det kända avståndet och måttenheter i rutorna och klicka på OK.
    5. Rita en ny linje och bekräfta att mätskalan är korrekt.
    6. Mäta avståndet mellan två punkter i givet prov fotografi: Rita en linje mellan två punkter. Statusraden visar vinkeln (från horisontell) och längden. Analysera → Measure (eller Ctrl + M eller helt enkelt skriva M på tangentbordet) överför värdena till ett datafönster.
    7. Mät regression vid varje strömvis läge x genom att mäta tjockleken av utbränning provet och subtrahera den från den i:nitial tjockleken av provet.
  12. Notera tidsintervallet över vilket ytan av fasta bränslen förblir approximativt plant och använda för kartläggning temperatur, eller justeringar av termoelementpositioner som gjorts för att kompensera för ytan regression.
  13. Ställ kartläggning temperaturintervallet för att fånga mätningar under den stadiga brinnande regimen, ca 150 sek för fast PMMA och 400 sek för vätskeindränkta vekar. Ställa in kartläggning temperaturintervall baserat på den stadiga förbränningen tidsintervallet av flytande och fasta bränslen. En rekommenderad stegstorlek nära ytan är 0,25 mm 4-6.
  14. Rikta ett mikrotermoelement noggrant med ytan av bränslet med hjälp av en XY universalsläde. Placera den givna termoelement vid centrum av bredden av provet.
  15. Flytta mikrotermoelement försiktigt till den främre kanten av bränsle veken med XY-universalsläde.
  16. Kör ett datainsamlingsprogram på en dator och läsa skanningsgaller algoritm från en mapp på desktop.
    Obs: När experimentet pågår, är datainsamling automatisk, och användaren behöver bara för att övervaka det att se till att experimentet går som planerat.
  17. Med hjälp av ett datainsamlingsprogram på en dator, samla in data och skriva den till en mätning fil. Observera samplingsfrekvenser på 100 4-5 till 500 6 Hz användes i tidigare experiment.
  18. När du är klar, släcka lågan. Stäng av PWM controller och dra ur stickkontakten av fläkten från 3-fas 240 VAC eluttag.
  19. Stäng av stegmotorstyrningen.
  20. Upprepa steg från 4,12 till 4,18 för ytterligare experiment på liknande eller olika strömningsförhållanden med samma termoelement. Minst 5 tester bör upprepas för varje given flödestillstånd (t.ex. tvångsflödeshastighet eller vertikal orientering).
  21. Upprepa steg från 4,12 till 4,18 för en 75 pm mikrotermoelement. Traverse två termoelement (50 | j, m och 75 | j, m wire-diameter) längs same väg i mitten av lågan för noggranna korrigeringar strålning. Mindre termo kan också användas, men brott ofta förekommit för ledningar under 50 um.

5. Dataanalys

  1. Läs bearbetade data från LVM-filen i Matlab eller annan analytisk programvara.
  2. Genomsnitt temperaturdata vid varje rumslig punkt från olika tester.
  3. Beräkna en strålnings korrigering från medelvärdestermoelement data vid varje strömvis läge, efter korrelationen av Collis och Williams 10 beskrivs i detalj nedan.
  4. Beräkna mätningar kompenserade temperaturskillnader genom att lägga strålnings korrigering rådata temperaturer.
  5. Icke-dimensionalize temperaturdata och spatial plats.
  6. Passa data icke-dimensionella temperatur vid bränsleytan med en lämplig högre ordningens polynomanpassning med användning av en kurvanpassningsalgoritm med i Matlab eller annan särskild programvara. 4 till 6 punkter nära ytanbefanns fungera bra i tidigare studier 4-6.
  7. Beräkna normala icke-dimension temperaturgradienter vid bränsleytan från lutningen på den högre ordningens polynomanpassning till den icke-dimensionella temperaturfördelningen vid bränsleytan (y = 0).
  8. Beräkna den lokala massförbränningshastigheten från motsvarande lokala icke-dimensionell temperaturgradient vid bränsleytan med hjälp av en teoretisk korrelation baserad på Reynolds Analogi 4.
  9. Beräkna konvektiva värmeflödet från temperaturgradienten vid ytan av bränslet 5-6.

Representative Results

Experiment har utförts både i en vertikal konfiguration och en unik horisontell vindtunnelanläggningen vid University of Maryland, som visas i figur 1. I stället för en traditionell pull eller sluten retur vindtunnel, vindtunnel anläggningen vid University of Maryland använder en variabel hastighet fläkt för att trycksätta en 100 x 75 x 100 cm plenumet som driver flödet av luft ut en kanal vid den motsatta änden. Denna konfiguration möjliggör kontinuerlig förbränningsexperiment som rök inte återcirkuleras, är vindtunneln inte skadade eller påverkas av branden och termoelement har möjlighet att röra sig fritt i hela avsnittet provtagning. Utträdeskanal består av en 122 cm, 30,5 cm bred konvergerande sektionen är ansluten till plenum. Att räta ut flödet och minska inkommande turbulensintensiteten är finmaskiga skärmar placerade vid ingången och utgången av konvergerande sektionen och en 5 cm tjock honungskaka med 0,3 cm hål ärplacerat 110 cm uppströms från tunnelmynningen. Hastigheten hos flödet som lämnar vindtunneln styrs genom att variera hastigheten hos fläkten med en pulsbreddsmodulering (PWM) controller och bränsleproven placeras vid utloppet av tunneln, där strömningshastigheterna har kontrollerats via användningen av en hotwire anemometer.

Bränsle prover vid utloppet av vindtunnel placerades på toppen av en lastcell, vilken kontinuerligt mäter massförlusten av provet över tiden. För att undvika störningar i vinden till lastcellen, provet förhöjd på ett ark av aluminium (30,5 x 61,0 cm x 1,5 mm tjocka) med två U-konsoler och omges av 1,27 cm tjock keramisk fiberisolering ombord för att säkerställa en jämn yta runt den brinnande prov. Den övre ytan av styrelsen belades med en hög temperatur svart matt färg med en emissions ca 98% för att säkerställa en god bakgrund för att visuellt observera låga och täta isoleringensom även innehåller organiska bindemedel. Eftersom isoleringsskivan uppvisar en relativt trubbig kropp till det inkommande flödet, placera provet inställt direkt i utloppet från vindtunneln resulterade i flödesseparation och betydande turbulens observerats i flammor. Tidigare arbete av Ha et al. Fann att fästa en förlängning plattan till första delen av en bränsleprov förhindrade detta flöde separation och säkerställt en laminär flödesprofil inkommande till provet. En 10 cm bred, 40,6 cm lång tunn metall läppen var därför monteras från framkanten av provet till utloppet av vindtunneln, vilket ger en laminär diffusionsflamma som så småningom visade sig matcha existerande teori 7.

Vid testning flytande bränslen behövdes en porös icke brännbart veke. En 10 cm x 10 cm x 1,27 cm tjocka ark med alkaliska jordarts silikat ull valdes för forcerat flöde experiment på grund av sin höga porositet och låg värmeledningsförmåga. i order att förhindra läckage av bränsle från provet, var natriumsilikat lim används för att applicera aluminiumfolie för att alla utom den främre ytan. Provet också "bakade" för att ta bort organiska bindemedel genom att en blåslampa över provet under cirka 20 minuter, vid vilken tidpunkt lågan ändras från gult till blått (indikerar avlägsnandet av bindemedel från provet). Under provningen, vekar dränktes med ca 120 ml flytande bränsle (etanol eller metanol), som befanns vara mättnadspunkten för de 10 cm breda vekar.

Förbränningshastigheten bränslemassa som bestämdes genom att mäta den massa förloras från provet över tiden vid förbränning i en takt av 1 Hz. Provet installationen stöddes över en precisionsmassbalans med en maximal kapacitet på 32,2 kg och upplösning av 0,1 g, tillräckligt bra för att mäta detta mass bortfallet med hög precision. Efter tandning av provet genom en blåslampa, massförlusten hastigheten för condensed bränsle ökar som en funktion av tiden, så småningom nå en konstant hastighet som så småningom bleknar mot slutet av testet som bränsle brinner ut. Denna "stadig" region, där förångning av bränslet snarare än diffusion genom veken dominerar bränning, är det intressanta området där data samplas. För en vätska veke togs prover fann att brinna med en stadig massförlusthastighet för cirka 400 sekund, ungefär i mitten 80% av ett test. Alla brinnande priser som presenteras är medelvärden av åtminstone sex upprepade tester under angivna villkor, där repeterbarhet av mätningarna konstaterades vara inom 1,2% av medelvärdet.

För provning av en fast bränsleprov, var polymetylmetakrylat (PMMA) väljs som det brinner relativt stadigt och inte röding. För att antända provet var en blåslampa passera över provytan för 50-60 sekunder, vid vilken punkt hela ytan jämnt antändes. Eftersom denbränsleprov var små och de experimentella resultaten befunnits vara mycket repeterbar, var den metod som anses vara tillräcklig för antändning. Till skillnad från flytande bränslen dränkts in i en icke brännbar veke, fasta bränslen tillbaka som en funktion av tid och därför aldrig riktigt uppnå en stadig regim. I stället var tidiga tider av brinnande valt att samplas där bränslet förblev relativt platt, experimentellt bestämd att ske under första 150 sek efter antändning.

För både flytande och fasta bränslen, var temperaturerna över bränsleytan mappas i gasfas med användning av fintrådiga termoelement. För PMMA, var temperaturer samplas vid 6 punkter ovanför ytan med början från det smälta skiktet in i gasfasen på 0.25 mm mellanrum (för forcerad konvektion tester). För flytande bränslen, var dessa mätningar utförs från det tunna skiktet av bränsle vid ytan ut till 6 punkter med samma upplösning. Dessa profiler togs vid 12 platser along längden av bränsleytan, inom 400 sek för antändning för vätskeprover och inom 150 sek för PMMA.

mätningar de ovannämnda temperatur utfördes med användning av R-typ Pt / Pt-13% Rh mikrotermoelement (punktsvetsade) med två tråddiametrar, 50 | j, m (0,002 in) och 75 | j, m (0,003 tum) som har däckfotsdiameter på cirka 100 | im och 150 | j, m, respektive. Storleken på termoelementen valdes så att termoelementet var så liten som möjligt utan att återkommande brott (till nödvändiga korrigeringar strålnings minimera), men vissa strålnings korrigeringar var fortfarande nödvändigt. Med hjälp av två termoelement med olika diametrar valdes för att bättre bestämma en lämplig strålnings korrigering (beskrivs senare). Mikrotermoelement ades sedan passeras genom att använda en uppsättning av datorstyrda XY universalslädar med en maximal rumslig upplösning på 1,5 ^ m. Spänningssignaler ades därefter var ACQuired, rade och digitaliseras via ett datainsamlingsmodul betyget upp till 0,02 ° C mätningskänslighet. LabVIEW mjukvara används för att synkronisera rörelsen hos de båda termoelement 50 um och 75 um tråd diameter med temperaturmätning över provet.

För att bestämma en relativt korrekt strålnings korrigering, de två termo storlekar som beskrivs genomkorsas under samma plats under upprepade tester. Korrelationen av Collis och Williams tillämpades för värmeförluster från provet 5-6,8,

ekvation 1 (1)

där Nu är Nusselt nummer och Re = Ud w / v Reynolds tal, som erhölls för 0,02 <Re <44, med egenskaper utvärderasvid filmtemperatur, Τ m, ett genomsnitt av gasen, Τ g, och termoelement, t tc temperaturer. Här, är Reynolds tal Re definieras såsom anges för den lokala gasflödeshastigheten U och kinematisk viskositet v. D w i ekv. (1) representerar termoelementet tråddiameter.

För steady-state mätningar som i det fall som beskrivs här, en energibalans på termokoppling reduceras till en konvektiv-strålningsvärmebalans (försummar fel på grund av ledning och katalytiska effekter), som ges av

ekvation 2 (2)

ekvation 360, (3)

där Τ g är den verkliga gastemperaturen är Τ tc den termokoppling (eller pärlan) temperatur, är temperaturen hos omgivningen Τ SURR, ε tc är emissionsförmågan hos den termokoppling, är σ Stefan-Boltzmanns konstant och h är den konvektiva värmeöverföringskoefficienten av flödet över termokoppling definieras som h = k Nu / d. k är värmeledningsförmågan hos gasen, är Nu den Nusselt nummer, och d är termotråddiameter. Valet av Nusselt antalet korrelations är av största vikt vid beräkningen av en strålnings korrigering av den uppmätta termoelement temperatur, eftersom, såsom visas i Ekv. (3), är korrektions strålning omvänt proportionell mot Nusselt nummer. Detta val är komplicerat, men på grund av den exi stence av flera "lämpliga" Nusselt antal korrelationer och svårigheten vid uppskattning av egenskaperna hos gasblandningen omger termoelement, särskilt dess värmeledningsförmåga. Huvuddelen av bevisen i litteraturen, men visar tydligt att en cylindrisk Nusselt antal korrelation är mest lämpliga för att beskriva den konvektiva värmeöverföring till nästan alla praktiska termoelement 5-6, företrädesvis den av Collis och Williams 8.

Den Nusselt nummer korrelationen måste bytas ut i ett stabilt tillstånd konvektiva-strålningsbalans (ekvation 3) och försummar beroende liten temperatur är ett system av två ekvationer med två okända (nämligen Τ g och U) bildas,

ekvation 4 (4)

t "fo: keep-together.within-page =" 1 "> och

ekvation 5 (5)

Ekvationerna (4) och (5) måste lösas iterativt tillsammans vid varje punkt, eftersom gas-fas konduktiviteter och kinematiska viskositeter är båda en funktion av temperaturen. Pärlan Temperaturen bör användas som första iteration av gastemperaturen att utvärdera värmeledningsförmåga och kinematisk viskositet, med den iterativa värde åter tas fram låg fel närmade sig. Då man löser ekvationerna, verkar det som om strålning korrigering (dvs., skillnaden mellan termoelementets avläsning och den faktiska temperaturen) ökar för termoelement med större diameter och reduceras med ökande flödeshastigheter över vulsten. D w 1 och d w 2 i ekvationerna . (4) och (5) repogillar de termotråddiameter som används i vår studie.

Emissiviteten av vulsten tc) kan också hittas som en funktion av temperaturen med användning av en metod som beskrivs av Jakob 9. I sin analys, Jakob löser Maxwells vågekvationer för de komplexa brytningsindex på en metallyta som en funktion av dess elektriska resistivitet. Ett antagande är tagen i gränsen för låg resistivitet och stora brytningsindex, som gäller för metaller, vilket ger en enkel korrelation för den halvsfäriska totala emissions av platina (Pt) som,

ekvation 6 (6)

där, för platina, r er e, 273 T / 273, med T i K och r e, 273 <em> = 11x10 -6 Ω cm.
Därför blir platinaemissions 5-6

ekvation 7 (7)

för 0 <T <2330 K. emissions av termo pärla eller korsning, som visas i ekvation. (4) och (5) kan därför utvärderas genom användning av ovanstående uttryck. En iteration är inte nödvändigt för ekvation. (6) och (7) därför är känt det faktiska värdet av vulsten temperatur, endast gastemperaturen och hastigheten i ekvation. (4) och (5) måste lösas iterativt.

Under experiment har två termoelement korsas exakt till samma mätpunkter och data togs prov till svars för den strålningskorrigering i temperaturmätningarna. De korrigeringar som ett resultat of iteration ekvation. (4) och (5) var liten, exempelvis endast 79 K för termoelement vid 1700 K i 50 ^ m tråddiameter och mindre än 5 K nära bränsleytan 6. Eftersom termo också tvär regioner med hög temperaturgradienter hänsyn till ledningsförluster genom tråden måste också beaktas, men på grund av de små tvärsnittsarea av termoelement, har sådana fel beräknades vara <1%, därför inga korrigeringar krävdes 5-6.

Med bränsleytan placerad i mitten av luftströmmen vid utloppet av vindtunnel, var lätt tillgång till bränsleytan föreskrivs mikrotermoelement och varmtråds Anemometer mätningar. Under kallflödes körningar av vindtunneln (ingen förbränning) fri-strömhastigheten, var U av vindtunneln kalibreras med hjälp av en varmtrådsvindmätare som samplas med en hastighet av 50.000 prover / sek för en total duration av 10 sek per punkt. Hastighetsprofilen längs utloppet av hela tunnel togs, och avslöjar att en konsekvent pluggflöde som härrör från centrum av den tunnelutloppet. Detta förväntas för en fyrkantig kanal såsom utloppet av vår vindtunnel. Tidigare mätningar av et al. Sforza 10 visade att den potentiella kärnlängd av en kvadrat stråle med Reynolds tal Re d mellan 2,6 och 8,8 x 10 4 bör vara ca 5 d nedströms om utloppet, där d är höjden av kanalen. För d = 30,48 cm, är bredden på vindtunnel utlopp Re d mellan 1,5 x 10 4 och 3,9 x 10 4 mening provet förblir inom ett d (20 cm) i tunnelutloppet. Repeterbarheten av dessa mätningar var inom 3% av medelvärdet.

Temperaturer mättes över ytan på en tänd ark av 10 cm x 10 cm x 1,27cm PMMA placeras vid utloppet av en vindtunnel som arbetar vid U = 0,79 m / s och 2,06 m / sek. De förfaranden som beskrivs ovan användes för att fånga temperaturmätningar som var icke-dimensionaliserade i termer av normal längd y * = y / L och temperatur, T * = (T - T w, p / T fl, ad - T w, s) , där Τ w, p och Τ fl, ad representerar väggen och adiabatiska flamtemperaturer, respektive för ett givet bränsle, y position vinkelrätt mot bränsleytan där temperaturen mäts och L längden på bränsleytan. Den icke-dimensionella temperaturgradienter vinkelrätt mot ytan beräknades sedan, (∂ T * / ∂ y *) y * = 0 genom att anpassa en femte ordningens polynom till de icke-dimensionella temperaturer och extraktion av lutningen vid bränsleytan, y * = 0.

Figur 2 (a) visar dessa icke-dimensionella temperaturgradienter längs längden av bränsleytan. De är klart högst vid den främre kanten av bränsleytan, där lågan är närmast bränsleytan, och minskar i riktning mot bakkanten (x = 100 mm), där lågan är längst bort från bränsleytan. De icke-dimensionella temperaturgradienter kan användas för att bestämma den lokala massförbränningshastigheten genom att applicera korrelations 4,6,

ekvation 8 (8)

där B är massöverföringsnumret för det givet bränsle, k w värmeledningsförmågan hos luft utvärderades vid väggtemperaturen, Cp det specifika värmet hos luften utvärderades vid en adiabatisk flamtemperatur av bränslet, och L </ Em> längd pyrolysera bränsleytan. Den lokala massförbränningshastigheten sedan fann att variera på ett sätt som liknar det dimensions temperaturgradienter, som visas i figur 2 (b).

Till skillnad från flytande bränslen, för PMMA den lokala massförbränningshastigheten kan också approximeras i efterhand genom att mäta den lokala ytan regression över fasta tidsintervall 2,11. PMMA proverna brändes under representativa förhållanden under tidsperioder med början vid 50 sek och ökar med 50 sek intervall följt av utrotning av provet. Pyrolys massflödeshastighet för PMMA är beräknat vid varje x-platsen längs den centrala symmetriaxeln med hjälp av en första ordningens approximation ges av Pizzo et al. 11, som diskuteras i litteraturen på andra ställen 4-6. En genomsnittlig täthet av PMMA, = ρ s 1,190 kg / m 3 användes tillsammans med uppmätt yta regression längs bränsleytan för attfram till massförlustnivåer under varje 50 sek intervall längs längden av bränsleprov. Även om en kortare tidssteg skulle vara önskvärt, fel i mätningen gör det blivit opraktiskt när tidssteg är mindre än 50 sek 5.

Att jämföra lokala massförlustnivåer från termoelement med dem från regressions profiler, var data från bränsle utbrändhet tider 100 och 150 sekunder används för att jämföra den lokala massbrännhastigheter som visas i figur 2 (b). Dessa tider motsvarar ungefär samma tid dessa mätningar togs. Såsom kan ses i figuren, båda metoderna för mätning av lokala massförbränningshastigheten visas mycket nära varandra, vilket tyder på att metoden fungerar bra för dessa typer av flammor.

För konvektivt dominerade lågor såsom dessa små, laminära sådana, kan temperaturgradienter vid bränsleytan även användas för att extrahera convective värmeflöden som de är i huvudsak direkt relaterad till temperaturgradienten vid ytan. Med hjälp av uppmätta massförlustnivåer, kan komponenter i låga värmeflödet även extraheras längs pyrolyszonen. Använda flera approximationer till värmebalansen vid bränsleytan, som anges i litteraturen någon annanstans 2-3, kan dessa komponenter bestämmas över ytan av en brinnande platta av PMMA. Figur 3 visar detta resultat för en PMMA flamma stabiliserad med en omgivande fri -stream hastighet U = 2,06 m / sek. Tekniken kan därför vara ytterst användbara vid utvärdering flera åtgärder för att beskriva förbränning av små prover av bränslen, vilket leder till ökad förståelse av förbränningsprocessen, i synnerhet förhållandet mellan den fasta substansen och gasfasen.

Figur 1
Figur 1. Experimental Setup. (a) Schematisk bild av experimentuppställning används för att mäta massförlustnivåer och temperaturprofiler under en forcerad konvektion gränsskikts diffusionsflamma. (B) Experimentuppställning för att undersöka gränsskiktet diffusionsflammor enligt forcerat flöde. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2. Temperaturgradient och lokala brinnhastighet resultat. (A) Variation av den normala icke-dimensionella temperaturgradienter längs bränsleytan för en PMMA gränsskikts diffusionsflamma på U = 0,79 m / s och 2,06 m / s, respektive. (B) Variation av de lokala mass bränning priser för PMMA gränsskikts diffusii lågor vid olika fri-stream förhållanden. Lokala massbrännhastigheter som erhållits genom icke-dimensionella temperaturgradienter jämförs mot de experimentella data som erhållits genom regression av PMMA ytan. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3. Värm Flux Resultat enligt forcerat flöde. Fördelning av olika komponenter i låga värmeflödet i pyrolys zonen för en PMMA gränsskikts diffusionsflamma på U = 2,06 m / sek. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Målet med denna undersökning var att utveckla en ny metod för beräkning av lokala massförbränningshastighet för både flytande och fasta bränslen under olika flödesfältmässiga förhållanden. Studien anses två fall, en fri konvektion gränsskikt diffusionsflamma och forcerad konvektion gränsskiktet diffusionsflammor etablerade under olika fri-stream förhållanden med både flytande och fasta bränslen.

Lokala förbränningshastighet mäts via fintrådiga termomätningar över både flytande bränsleindränkta vekar och över fasta plattor av PMMA befanns matcha andra medel för uppskattning, nämligen bränsleregressions mätningar. Dessa temperaturgradienter nära bränsleytan bestämdes med hjälp av en korrelation baserad på Reynolds analogi 12-13 som samtidigt kräver stadig, laminär förbränning, fungerat mycket bra för småskaliga prov, vilket slutligen resulterar i uppgifter inom 15% noggrannhet för medelresultat och mycket mer för lokal measurements 4-6. Den korrelerar faktorn för dessa lokala massförlustmätningar ränta beror på Spalding massöverföring antal företrädare bränsle och andra termofysikaliska egenskaper hos bränslet som kan beräknas på förhand. Resultaten tyder på att denna teknik kan vara användbar för att extrahera dessa storheter och förstå förbränning av småskaliga bränslen i större detalj i framtiden.

Andra studier i litteraturen har expanderat den representativa arbete här införliva numeriska simuleringar 4 och experiment på vertikalt orienterade prover, som brinner fritt 4,5, och horisontellt monterade prov under omgivnings vindar 6. För dessa konfigurationer, har komponenter av värmeflöden även bestämts lokalt över bränsleytan med användning av samma fina viratermoteknik mycket nära den kondenserade bränsleytan. Medan komponenter i värmeflödet har mätts tidigare genom användning av inbyggda mätare, this teknik är minimalt invasiva och erbjuder direkt mätning av konvektiva värmeflöden, som inte har varit möjligt tidigare.

Särskild försiktighet bör iakttas vid experiment när man väljer specifika konfigurationer och inställningar av apparaten. I dessa experiment, termoelement som valts för steg 3,2 skjuter ut från ett litet keramiskt rör, att hålla spänningen på tråden och gör placeringen av termoelementet relativt fast. Med hjälp av ett termoelement tråd upphängd över hela lågan utan en tub skulle minska eventuella störningar från keramröret, men det skulle göra att hitta den specifika platsen för termo mycket mer variabel som tråden tenderar att expandera med ökande temperaturer. Ibland förändringar i konfigurationen kunde inducera effekter över bredden av provet (till exempel lutande provet). Om installations ändras från de studerat tidigare 4-6, kring steg 4.14 tillfälliga kontrollerar att flamtemperaturen meaarna över bredden av provet visar ingen signifikant variation bör tas (dvs., fortfarande innehar en 2-D antagande). Annars kommer en 3-D kartsystem måste genomföras.

De mest kritiska stegen när de utför experimenten har att göra med framställningen av bränslet och korrekt användning av termoelement. Även små avvikelser i placeringen av termoelementen kan orsaka fel, därför måste man vara försiktig när placera termo i steg 3,2, 4,13 och 4,14. Bränsle veken måste också placeras så att så plan yta som möjligt bibehålles (steg 2,1) och allt fyllmaterial bör bakas ut ur vekar (steg 2.1.1).

Avgassystemet, aktiveras i steg 4,1 bör också hållas så minimal eller isoleras som möjligt nära försöket för att eliminera flödesstörningar. Detta bör kontrolleras genom att ett litet ljus är inte blåst där testet sker (utan vind). Bafflar, skärmar, En separat anläggning inomhus eller tester i ett stort utrymme kan användas för att åstadkomma detta. I steg 4,2, måste det fasta bränslet antändas så enhetligt som möjligt. Medan gasolbrännare är inte den mest idealiska källan att göra detta har experiment inte visar sig vara känslig för tändkälla i tidigare arbete 4-6. Känsligheten för tändkälla ska dokumenteras under experiment genom att variera tiden eller intensiteten av exponering och observera resultat på den stadiga massförbränningshastigheten. Om känsligheten observeras en strålningspanel bör alternativt användas för att antända prover. Fasta bränslen, eller något bränsle som inte har en stor (> 300 sek) stadig brinnande region som observerats av massförlustnivåer bör ha kartläggning temperatur tas under en kort region. Till exempel, i steg 4,13 kartläggningen rekommenderas för PMMA tas över den första 150 sek, medan bränslet fortfarande är relativt platt och ytan regression har dokumenterats väl. Yta regressions mätningar kan använda ImageJ eller annan liknande bildbehandlingsprogram för att mäta pixlar på fotografierna och konvertera till längd. Alternativt kan en digital mikrometer användas för att mäta ytan regression av den fasta plattan efter det svalnar (observera ytan av "bubblande" material såsom PMMA måste slipas först).

Den föreslagna förbränningshastighet korrelationen är baserad på laminära antaganden, är det emellertid en hypotes att denna teknik bör följa en liknande form för turbulent förbränning av en bränsleytan, om än med en modifierad funktionellt samband som måste bestämmas experimentellt. Arbetet presenteras här senare kan utvidgas till turbulent gränsskikt förbränning och tillhörande interaktioner mellan turbulens och gas-fas värmeutveckling som driver händelsen värmeflödet till bränsleytan kan undersökas ytterligare.

Teorin på vilken förbränningshastigheten korrelationen baseras försummar också strålning. Teorin är förenklad leading till osäkerheten i de prediktiva kapacitet under omständigheter som inte omfattas av detta arbete. Till exempel kan det givna metod inte fungerar för höga sotnings flammor där värmeflödet till ytan är i hög grad radiativ. För stora turbulenta vägg lågor, där strålningsvärmeflöde till den kondenserade bränsleytan är hög, den föreslagna förbränningshastigheten korrelation kanske eller kanske inte fungerar. Införande av strålningseffekter i den föreslagna korrelationen är således måste önskvärd och ytterligare forskning göras för att fastställa detta funktionellt förhållande. Detta område kräver förbättringar i modellen om självsäkra prognosmetoder ska uppnås för sådana lågor.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Thermocouples with connectors and clamps
Unsheathed Fine Gauge T/C P13R-002 Omega Engineering, Inc. Fine wire microthermocouples (R-type)
Unsheathed Fine Gauge T/C P13R-003 Omega Engineering, Inc. Fine wire microthermocouples (R-type)
Ceramic 2 hole round - 5 pk TRX-010364-6 Omega Engineering, Inc. Ceramic tubes to hold the fine wire thermocouples
Thermocouple extension wire EXTT-RS-24-100 Omega Engineering, Inc. Thermocouple extension wire
Male Female Connectors SHX-R/S-MF Omega Engineering, Inc. Connectors for R-type thermocouples 
Accessories MSRT-116-10 Omega Engineering, Inc. Rubber tubes for maintaining grip for the ceramic tubes at the connectors's end
Traverse mechanism
X slide, travel = 10 inch, 0.025 in/rev, limits, NEMA 17 XN10-0100-E25-71 Velmex Inc. Velmex unislide
Vexta type 17, 1.8 deg/step 2phase, single shaft stepper motor PK245-01AA Velmex Inc. Stepper motor 
Mounting cleat, standard using 6-32 bolts XMC-2 Velmex Inc. Mounting accessories for the given Velmex unislide
6-32 x 7/16 SH Cap Screw for Xslide in X & Y axis XMB-1 Velmex Inc. Mounting accessories for the given Velmex unislide
X slide, travel = 10 inch, 0.025 in/rev, limits, NEMA 17 XN10-0100-E25-71 Velmex Inc. Velmex unislide
Vexta type 17, 1.8 deg/step 2phase, single shaft stepper motor PK245-01AA Velmex Inc. Stepper motor 
Mounting cleat, standard using 6-32 bolts XMC-2 Velmex Inc. Mounting accessories for the given Velmex unislide
6-32 x 7/16 SH Cap Screw for Xslide in X & Y axis XMB-1 Velmex Inc. Mounting accessories for the given Velmex unislide
Control, 2 Axis programmable stepping motor control, 1 motor at a time VXM-2 Velmex Inc. Stepper motor controller
USB to RS232 DB9 Serial Communication cable 10 ft RPC-USB-RS232-3M Velmex Inc. Serial communication cable between the stepper motor controller and  computer
Data acquisition hardware
NI 9214 16-Ch Isothermal TC, 24-bit C Series Module for high accuracy thermocouple measurements (includes terminal block) 781510-01 National Instruments Thermocouple data acquistion card
Power Cord, AC, U.S., 120 VAC, 2.3 meters 763000-01 National Instruments Power cord for the 8 slot C-DAQ chassis
cDAQ-9178, CompactDAQ chassis (8 slot USB) 781156-01 National Instruments C-DAQ chassis for NI 9214 and NI 9239
EMI Suppression Ferrite for NI 9229/39 BNC 782801-01 National Instruments Accessories for NI 9239 data acquistion card
NI 9239 BNC, 4-Ch +/-10 V, 50 kS⁠/⁠s per channel 780181-01 National Instruments Data acquistion card for hot wire anemometer system
cDAQ-9171, CompactDAQ chassis (1 slot USB) 781425-01 National Instruments C-DAQ chassis for NI 9214 
Cameras
Nikon D7100 24.1 MP DX-Format CMOS Digital SLR with 18-105 mm f/3.5-5.6 AF-S DX VR ED Nikkor Lens Nikon D7100 Amazon Digital SLR camera for taking top-view flame photographs
Canon EOS Rebel T5 DSLR CMOS Digital SLR Camera and DIGIC Imaging with EF-S 18-55 mm f/3.5-5.6 IS Lens Canon EOS Rebel T5 DSLR  Amazon Digital SLR camera for taking side-view flame photographs
Mass balance
Mettler-Toledo, MS32001L Balance Prec 32,200 g x 0.1 g 97035-654 VWR Precision electronic mass balance for measuring average mass burning rate
Mini CTA system
MiniCTA Anemometer Package for wire- and film-probes 9054T0461 Dantec Dynamics Hot wire system for measuring velocities and turbulence intesity at the wind tunnel outlet
Wind tunnel equipment
1/2 in. x 4 ft. x 8 ft. C-3 Whole Piece Birch Domestic Plywood Model # 833185 Home Depot Used to make the laboratory scale wind tunnel
Woodgrain Millwork WM 206 11/16 in. x 11/16 in. x 96 in. Wood Pine Corner Moulding Model # 109610 Home Depot Used to make the laboratory scale wind tunnel
Extension Spring, Loop Ends, 6.562" Overall Length, Pack of 6 1330K26 McMaster-Carr Used to make the laboratory scale wind tunnel
Strainer Grade Wire Cloth, 30x30 Mesh, 0.0130" wire diameter. 12"x12" sheet 9241T41 McMaster-Carr Used to make the laboratory scale wind tunnel
Strainer Grade Wire Cloth, 40x40 Mesh, 0.0065" wire diameter. 12"x12" sheet 9241T42 McMaster-Carr Used to make the laboratory scale wind tunnel
Mobile Lift Table Foot-Operated, 600# Capacity, 10" - 33" Table Height 2791T22 McMaster-Carr Table to hold the experimental setup
ebm-papst p/n: G3G250-MW75-05 (EC Centrifugal blower, 200-240 V, 3-phase, 50/60 Hz, M3G112-EA motor, 2.2 kW) G3G250-MW75-05 Ebm papst Blower for the wind tunnel
ebm-papst p/n: HX0C-003-000-04 (Controller) HX0C-003-000-04 Ebm papst Pulse width modulation controller for controlling the speed of the blower
8020 1” X 1” T-SLOTTED PROFILE  8020-1010 80/20 (Rankin Automation) Used to create a framework for the wind tunnel
Momentive/GE Silicone Sealant RTV108, 10.1-oz Cartridge, Semi-Clear 7545A472 McMaster Carr Sealant for the wood
Software
LabVIEW Contact vendor National Instruments Used for continuous temperature data acquistion and analysis. Alternatively used for positioning the thermocouple.
Mettler Toledo mass balance software Contact vendor Mettler Toledo Used for measuring the mass loss rate of the condensed fuel wick / solid plate with time
ImageJ Free download NIH, http://imagej.nih.gov/ij/ Used for measuring the flame standoff distance and surface regression of the solid fuel plate
Matlab Contact vendor Mathworks Used for post-processing of data
Fortran 90/95 Contact vendor The Fortran company Used for post-processing of data
Materials
Methanol  UMD Chem Store NA Liquid fuel
Ethanol  UMD Chem Store NA Liquid fuel
safety glasses UMD Chem Store NA Used for safety purpose
spray bottle UMD Chem Store NA Used for carrying water in case of emergency
Syringe 60 cc UMD Chem Store NA Used for soaking the liquid fuel wick with liquid fuels
Optically Clear Cast Acrylic Sheet, 1/8" Thick, 24" x 48" Mc master carr 8560K262 Solid fuel PMMA
Loctite Proxy Pak (Hi-temp adhesive) Mc master carr 7556A33 Used for covering the sides of the wick with aluminum foil
Hi-Temp Aerosol Spray Paint (Black) Mc master carr 7832T1 Used for painting the insulation 
Self-Igniting Economy Propane Gas Torch Adjustable Flame, 4,179 Btu/hr Mc master carr 78245A3 Propane torch for igniting the solid fuel plate
Heat-Resistant Cotton Glove W/Nitrile Coating, 400 Deg F Max Temp, 10" Lg, Large Mc master carr 56025T1 Used for safety purpose
Modular Protective Screen with Tie-on Curtain, 6' Height x 4' Width Abrasion-Resistant Fiberglass Mc master carr 9145T84 Fire-resistant curtain for the background
Multipurpose Aluminium Alloy 6061 .125" thick, 12" x 24" Mc master carr 89015K28 Used for holding the insulation
Marine grade plywood 1/2" thick, 12" x 24" Mc master carr 1125T32 Used for holding the experimental setup
Multipurpose Aluminium Alloy 6061 U-channel, 2" base x 1-1/4" legs, 1' length Mc master carr 1630T473 Used for holding the aluminum plate, insulation and wick
Architectural Anodized Aluminium (Alloy 6063) 90 deg angle, 1/8" Thk, 1/2" x 1/2" legs, 6' L Mc master carr 4630T21 Used for holding the aluminum plate, insulation and wick
Aluminium Inch T-Slotted Framing System Concealed 90 degree connector, for 1" extrusion Mc master carr 47065T155 Used for holding the aluminum plate, insulation and wick
Aluminium Inch T-Slotted Framing System Extended 90 degree bracket, Single, 4 Hole, for 1" extrusion Mc master carr 47065T175 Used for holding the aluminum plate, insulation and wick
Aluminium Inch T-Slotted Framing System Four-Slot single, 1" solid extrusion, 4' length Mc master carr 47065T101 Used for holding the aluminum plate, insulation and wick
1/2" x 48" x 36" (Superwool 607 insulation board) 1 carton containing 12 sheets Mccormick Insulation Superwool 607  Insulation material for making the wick and the wick holder

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Babrauskas, V., Peacock, R. D. Heat release rate: the single most important variable in fire hazard. Fire Safety J. 18, (3), 255-272 (1992).
  2. Pagni, P., Shih, T. M. Excess pyrolyzate. Proc. Combust. Inst. 16, (1), 1329-1343 (1977).
  3. Orloff, L., Modak, A. T., Alpert, R. Burning of large-scale vertical surfaces. Proc. Combust. Inst. 16, (1), 1345-1354 (1977).
  4. Singh, A. V., Gollner, M. J. Estimation of local mass burning rates for steady laminar boundary layer diffusion flames. Proc. Combust. Inst. 35, (3), 2527-2534 (2015).
  5. Singh, A. V., Gollner, M. J. A methodology for estimation of local heat fluxes in steady laminar boundary layer diffusion flames. Combust. Flame. 162, (5), 2214-2230 (2015).
  6. Singh, A. V., Gollner, M. J. Local burning rates and heat flux for forced flow boundary-layer diffusion flames. AIAA J. 54, (2), 408-418 (2016).
  7. Collis, D., Williams, M. Two-dimensional convection from heated wires at low Reynolds numbers. J. Fluid Mech. 6, (3), 357-384 (1959).
  8. Jakob, L. M. Heat Transfer. Wiley. New York, USA. (1967).
  9. Sforza, P., Steiger, M., Trentacoste, N. Studies on three-dimensional viscous jets. AIAA J. 4, (5), 800-806 (1966).
  10. Pizzo, Y. Experimental observations on the steady-state burning rate of a vertically oriented PMMA slab. Combust. Flame. 152, (3), 451-460 (2008).
  11. Chilton, T. H., Colburn, A. P. Mass transfer (absorption) coefficients prediction from data on heat transfer and fluid friction. Ind. Eng. Chem. 26, (1), 1183-1187 (1934).
  12. Silver, R. Application of the Reynolds analogy to combustion of solid fuels. Nature. 165, 725-726 (1950).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics