تجارب نفق الرياح لدراسة حرائق التاج قال

Summary

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

Abstract

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

Introduction

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

تختلف خصائص التاج في البلوط، بما في ذلك الشكل الجسيمات، وأوراق الشجر من الغابات الصنوبرية الشمالية، التي حدث فيها معظم البحوث. وحققت العديد من الدراسات المختبرية والميدانية مقياس مختلف جوانب الهشيم ديناميات^6،5،،من^73،،من^{89،10 ،،}من¹¹¹². ضمن نطاق التجارب المختبرية، قد درست عدة دراسات تأثير المعلمات مثل الرياح وخصائص الوقود على التاج قال النار السلوك. لوزانو⁷ دراسة الخصائص للتاج النار بدء حضور سريرين منفصلة من الوقود التاج. في تاتشاجابونج et al. ³وسطح المنفصلة وطبقات التاج أحرقت داخل نفق الرياح واتسمت الحريق السطحي. ووصف بدء الحريق التاج فقط تماما ترك التحليل الكامل لانتشار للعمل في المستقبل. لي et al. ¹¹ تقريرا عن انتشار لهب على الرغم من الشجيرات قال واحد. وفي ما يتصل العمل، كروز et al. ^{10 , 9} وضع نموذج للتنبؤ بالاشعال من أوراق الشجر الصنوبرية أعلاه انتشار نيران سطحية. تم استكشاف خصائص حرق الوقود قال في الدراسات التجريبية لمعظم أنواع الوقود ويترك الفرد^13،14،،من¹⁵¹⁶. دوبوي et al. ¹³ دراسة خصائص حرق بيناستير صنوبر الإبر ونجارة بحرق الوقود في سلال أسطوانية. ولاحظوا أنه في هذه الأنواع من الوقود، ارتفاع اللهب يتصل بمعدل الحرارة عن طريق قانون سلطة خمسي كما أفيد سابقا بالأدب^17،18. شمس et al. ¹⁴ حرق الوقود قال في سلال أسطواني مماثل لتحليل خصائص حرق ثلاثة أنواع من الوقود قال: مانزانيتا ( تشاميسي (فاسسيكولاتوم أدينوستوما) وسيانوثوس (كراسيفوليوس سيانوثوس) جلاندولوسا عنب).

بدافع من نتائج الدراسات التي أجريت في المختبرات المذكورة آنفا، هدفنا هنا تقديم منهجية لوصف انتشار في طبقات التاج السطح والجنبات. وعلاوة على ذلك، نحن نهدف إلى توضيح بعض الخصائص الأساسية التي تملي درجة التفاعل الطبقة السطحية-التاج. ولهذا الغرض، قمنا بتطوير منهجية مختبر تجريبي لدراسة الانتقال الرأسي لإطلاق النار مشتعلة في البراري وقود سطحية لحريق ينتشر في وقود شجيرة مرتفعة. في هذه الأنواع من حرائق، ترجمة للحريق للتاج الشجيرة، المعروفة باسم التتويج، يمكن أن يتبعه انتشار مستمر تحت الظروف المناسبة. وبصفة عامة، قال النار سلوك تمليه الطوبوغرافيا والطقس، والوقود¹⁹. فقد ثبت أن الرياح تؤثر على معدل الإفراج عن الطاقة في الوقود^5،3،،من⁸²⁰.

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

ومنذ عام 2001، وقد أجرينا مجموعة متنوعة من التجارب دراسة بعض المختبرات مقياس الطاقة عتبات^23،،من^{824،25،26، 27}، مع تركيز على الوقود الحية المرتبطة مع البلوط. بينما في الهواء الطلق القياسات لإطلاق النار قد توفر نتائج أكثر واقعية، تسمح البيئة التي تسيطر عليها من نفق الرياح لتحديد أثر البارامترات المختلفة. على سبيل المثال، التحكم بالرياح، ويكتسي أهمية خاصة لقال التاج الحرائق التي تحدث في مناطق مثل جنوب كاليفورنيا حيث الرياح نوع الفون، المعروفة برياح سانتا أنا، برامج نموذجية لإحداث إطلاق النار. لأنه حافز كبير للمنهجية الموصوفة هنا دراسة تأثير الرياح والمعلمات الأخرى التي تسيطر عليها في قال النار انتشار، أنجزت هذه الدراسة في نفق رياح مقياس مختبر. ويدير القارئ إلى الأعمال سيلفاني et al. ²⁸ للقياسات الميدانية لدرجة الحرارة في حرائق قال مماثلة لتلك المعروضة هنا. لقياسات ميدانية على التأثير الرياح على انتشار الحريق، الرجاء راجع موراندي et al. ²⁹

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

حيث h هو حرارة احتراق الوقود، m هو كتلة الوقود، و t هو الزمن.

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

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

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

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

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

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

1-"التاج الوقود سرير تحميل خلية الأجهزة الإعداد"

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

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

2-"تحميل المعايرة خلية"

ملاحظة: يتم تحويل الإشارات تنتجها خلايا الحمل إلى كتلة مكافئة من خلال:

حيث V هو الإشارة، عادة في بالميليفولت، A و B ثوابت يتحدد من خلال المعايرة، ويمثل m الكتلة بالجرام. يتم الحصول على كافة المعلمات في المعادلة (2) من خلال واجهة التحكم المخصصة الصك المتقدمة للأجهزة الجماعية التاج في هذا البروتوكول. عندما تستخدم أول استخدام النظام، والأوزان الدقيقة لمعايرة إشارة تحميل الخلية. الثوابت المعايرة وسيتم الحصول على A و B استناداً إلى الإشارات التي تنتج عند قياس الحمولة من هذه الأوزان الدقيقة. يحسب الثابت من:

حيث m _t كتلة الوزن الدقة للمحاكمة، _ث هو إشارة المنتجة مع الوزن تحميل تحميل الخلية، في حين _{ث، س} يناظر الإشارة المنتجة عندما يتم تطبيق أي وزن في خلية التحميل.

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

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

3-إعداد البلوط وأسرة الوقود اكسلسيور

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

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

4. ترتيب الحرارية

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

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

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

5. "الإعداد اقتناء الصورة"

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

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

6-"تدفق الإعداد"

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

تعيين

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

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

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

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

8. بدء "تشغيل تجريبي"

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

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

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

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

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

القدرة على قياس كتلة الوقود مرتفعة في جميع أنحاء هذه التجربة كانت واحدة من المزايا الرئيسية لهذه التقنية المقدمة هنا. وركزت الدراسات السابقة معالجة النار قال أما بدء الحريق التاج فقط أو فقط على سطح تنتشر، ولكن ليس على حد سواء. مثل هذه الدراسات التي كمياً إمكانية الاشتعال في طبقة التاج وتر?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

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