La exploración de los efectos de los forzamientos atmosféricos de evaporación: Integración experimental de la capa límite atmosférica y superficial del subsuelo

Resumen

Se presenta un protocolo para el diseño y construcción de un tanque de suelo interfaz con un pequeño túnel de viento de clima controlado para estudiar los efectos de los forzamientos atmosféricos sobre la evaporación. Tanto el tanque de suelo y túnel de viento están equipados con tecnologías de sensores para la medición continua en situ de las condiciones ambientales.

Resumen

Evaporation is directly influenced by the interactions between the atmosphere, land surface and soil subsurface. This work aims to experimentally study evaporation under various surface boundary conditions to improve our current understanding and characterization of this multiphase phenomenon as well as to validate numerical heat and mass transfer theories that couple Navier-Stokes flow in the atmosphere and Darcian flow in the porous media. Experimental data were collected using a unique soil tank apparatus interfaced with a small climate controlled wind tunnel. The experimental apparatus was instrumented with a suite of state of the art sensor technologies for the continuous and autonomous collection of soil moisture, soil thermal properties, soil and air temperature, relative humidity, and wind speed. This experimental apparatus can be used to generate data under well controlled boundary conditions, allowing for better control and gathering of accurate data at scales of interest not feasible in the field. Induced airflow at several distinct wind speeds over the soil surface resulted in unique behavior of heat and mass transfer during the different evaporative stages.

Introducción

La comprensión de la interacción entre la tierra y el ambiente es de suma importancia para nuestra comprensión de muchos de los problemas actuales del mundo, tales como filtración de dióxido de carbono geológico-secuestrado en el suelo, el cambio climático, agua y suministro de alimentos, la detección precisa de las minas terrestres, y el saneamiento de las aguas subterráneas y el suelo. Además, las bolsas principales de calor y agua que impulsan las condiciones meteorológicas mundiales y regionales se producen en la superficie de la Tierra. Muchos fenómenos meteorológicos y climáticos (por ejemplo, huracanes, El Ni & # 241; o, sequías, etc.) son impulsados ​​principalmente por los procesos asociados con las interacciones superficie-atmósfera de la tierra ^1. Como más de la mitad de la superficie de la tierra en la Tierra es árido o semiárido ^2-4, que describe con precisión el ciclo del agua en estas regiones sobre la base de intercambios de calor y de agua entre el aire de la atmósfera y la superficie del suelo es fundamental para mejorar nuestra comprensión de los temas antes mencionados,especialmente en las regiones vulnerables a la sequía prolongada y la desertificación. Sin embargo, a pesar de décadas de investigación, aún quedan muchas lagunas de conocimiento en la comprensión actual de cómo el subsuelo poco profundo y el ambiente interactúan ^5.

Procesos de transporte que incluyen agua líquida, vapor de agua, y el calor en el suelo son dinámicos y fuertemente acoplado con respecto a las interacciones con el suelo y forzada condiciones de contorno (es decir, temperatura, humedad relativa, radiación térmica). Modelos de transferencia de calor y masa numéricos comúnmente simplifican o pasan por alto algunas de estas complejidades debido en parte a la falta de pruebas y el refinamiento de las teorías existentes derivadas de la escasez de datos de alta resolución temporal y espacial. Conjuntos de datos desarrollados para la validación del modelo se carece a menudo de información atmosférica o subsuelo fundamental para probar adecuadamente las teorías, lo que resulta en modelos numéricos que no tienen en cuenta adecuadamente para la importaciónprocesos de hormigas o dependen de la utilización de parámetros poco conocidos que se ajustan o montarse en el modelo. Este enfoque es ampliamente utilizado debido a su simplicidad y facilidad de uso y tiene en algunas aplicaciones se muestran mucho mérito. Sin embargo, este enfoque puede ser mejorado mediante una mejor comprensión de la física detrás de estos "parametrizaciones concentrados" mediante la realización de experimentos bien controlados en condiciones transitorias que son capaces de pruebas de transferencia de calor y agua teoría ^6.

Experimentación cuidadosa en el laboratorio permite a los conjuntos de datos de precisión que se generen que posteriormente se puede utilizar para validar los modelos numéricos. Los datos disponibles de los sitios de campo son a menudo incompletos y costoso de obtener, y el grado de control necesarios para obtener una comprensión fundamental de los procesos y generar datos para la validación de modelos podrían considerarse insuficientes en algunos casos. La experimentación de laboratorio de los fenómenos naturales como la evaporación del suelo permite atmoscondiciones atmos- (es decir, temperatura, humedad relativa, velocidad del viento) y las condiciones del suelo (es decir, el tipo de suelo, la porosidad, el embalaje de configuración) para ser cuidadosamente controlados. Muchas de las técnicas de laboratorio utilizadas para estudiar la evaporación del suelo y las propiedades térmicas e hidráulicas del suelo utilizan muestreo destructivo ^7-10. Métodos de muestreo destructivos requieren que una muestra de suelo se descomprime para obtener datos de puntos, lo que impide la medición del comportamiento transitorio e interrumpiendo propiedades físicas del suelo; este enfoque introduce error y la incertidumbre a los datos. Mediciones no destructivas, como el método que aquí se presenta, permiten una determinación más precisa y el estudio de la interdependencia de las propiedades del suelo y procesos ^11.

El objetivo de este trabajo es desarrollar un aparato de depósito de suelo y el protocolo asociado para la generación de datos de resolución espacial y temporal altos relativos a los efectos de los cambios en la atmósfera y las condiciones del subsuelo enla evaporación del suelo desnudo. Para este trabajo, un túnel de viento pequeño capaz de mantener una velocidad constante viento y la temperatura se interconecta con un aparato de depósito de suelo. El túnel de viento y el tanque del suelo están equipados con un conjunto de estado de las tecnologías de sensores de arte para la recopilación de datos autónomo y continuo. La velocidad del viento se mide usando un tubo de pitot-estática de acero inoxidable unido a un transductor de presión. La temperatura y la humedad relativa se supervisan en la atmósfera utilizando dos tipos de sensores. La humedad relativa y la temperatura también son monitoreados en la superficie del suelo. Los sensores de la humedad del suelo y la temperatura medida del subsuelo. Mediciones de peso del aparato tanque se utilizan para determinar la evaporación a través de un balance de masas de agua. Para demostrar la aplicabilidad de este aparato experimental y el protocolo, se presenta un ejemplo de la evaporación del suelo desnudo bajo condiciones variables de velocidad del viento. El depósito de suelo, lleno homogéneamente con una arena bien caracterizado, fue inicialmente completamente saturated y dejó evaporar libremente en condiciones atmosféricas cuidadosamente controladas (temperatura, velocidad del viento).

Protocolo

Nota: Las pruebas de laboratorio se realiza usando un tanque de escala de banco de dos dimensiones en interfaz con un aparato de túnel de viento con clima controlado. Tanto el tanque a escala de banco y túnel de viento están equipados con diversas tecnologías de sensores. El siguiente protocolo será primero discutir la construcción y la preparación del depósito de suelo, seguido por una discusión del túnel de viento y la instrumentación de ambos. Las dimensiones del tanque, las dimensiones del túnel de viento, cantidad de sensores, y el tipo de tecnología de sensores presentados pueden ser modificados para adaptarse a las necesidades de una determinada experimental. El protocolo se presenta a continuación se utilizó para estudiar experimentalmente los efectos de la velocidad del viento en la evaporación del suelo desnudo.

1. Construcción y Preparación de medios porosos tanque del Suelo

1. Corte un pedazo grande de 1,2 cm de espesor de vidrio acrílico en cinco paneles individuales. Ensamble estos paneles en un tanque de suelo-techo abierto con longitud interna, anchura y altura de 25, 9,1 y 55 cm, respectivamentecaz. Vidrio acrílico permite procesos en el subsuelo que deben observarse visualmente.
2. Dibuja una cuadrícula de 5 x 5 que es de 25 cm por 25 cm en cada uno de los dos paneles de vidrio de gran tamaño (longitud de 25 cm y altura 55 cm), como se muestra en la Figura 1. Asegúrese de que cada cuadrado dentro de la red tiene una superficie de 25 ^cm2 (Figura 1). La rejilla será utilizado para el espacio correctamente los sensores dentro del tanque del suelo.

Figura 1: frontal esquemática y vistas laterales del tanque suelo utilizado para el montaje experimental (dimensiones son en centímetros) (a) La vista frontal del depósito de suelo que muestra el sistema de red que consta de veinticinco 5 cm x 5 cm. plazas. (B) La vista lateral del depósito de suelo, que muestra la temperatura instalado, la humedad relativa y la red de sensor de humedad del suelo como un funcción de profundidad. Tenga en cuenta que los esquemas no están dibujados a escala.

3. En uno de los grandes planos de vidrio, perforar un total de veinticinco 1,9 cm (¾ de pulgada) de diámetro agujeros para los sensores de humedad del suelo.
   1. Perforar cada agujero en el centro de cada cuadrado de la cuadrícula establecida en el paso 1.2 para que los centros de los agujeros de dos plazas colindantes son 5 cm de distancia; la primera serie de agujeros es 2,5 cm por debajo de la parte superior del tanque. Utilice grifos de tamaño adecuado para cortar hilos en cada uno de los agujeros de nueva creación. El espaciado de 5 cm entre los sensores garantiza que cada sensor está fuera del volumen de muestreo de la siguiente sensor más cercano.
4. Del mismo modo, taladrar y roscar un total de veinticinco 0,635 cm (¼ pulgadas) de diámetro en el centro de cada celda de la malla creada en el Paso 1.2. Asegúrese de que el centro de cada orificio está separado 5 cm de distancia con la primera fila de agujeros situados 2,5 cm por debajo de la parte superior del tanque del suelo. El espaciado de 5 cm entre los sensores asegura que cada sEnsor está fuera del volumen de muestreo de la siguiente sensor más cercano.
5. En el panel acrílico utilizado como la parte inferior del tanque, taladrar y roscar un agujero de diámetro ½ pulgada en el centro del panel. Pegue una malla (más fina que los suelos de las pruebas que se utilizarán) sobre el agujero en la parte interna del vidrio. En el lado externo del plano de fondo, instalar un codo de 90 ° que se adjunta a un tubo flexible con una válvula ajustable. Esta válvula y la tubería se utiliza para drenar el agua del tanque a la terminación de un experimento o como una manera de instalar dispositivos de carga constante para el mantenimiento de las profundidades de la tabla de agua constantes.
6. Utilice pegamento de grado marino o adhesivo polímero similar resistente al agua para fijar y sellar el tanque juntos como se muestra en la Figura 1. Deje que el pegamento se seque durante un día.
7. Para elevar el tanque fuera de la tierra y hacer espacio para el codo de 90 ° (Figura 1), conecte dos piezas adicionales de vidrio acrílico 1,2 cm de espesor con length 12 cm de altura y 5 cm a la parte inferior del tanque.

2. Construcción y Preparación del Clima controlado túnel del viento

1. Construir la parte aguas arriba 215 cm de longitud del túnel de viento de material de conductos de acero galvanizado rectangular que tiene una anchura de 8,5 cm y una altura de 26 cm. Rodea el exterior del conducto con aislamiento de poliestireno.
2. Perforar un pequeño agujero en el lado de los conductos cerca de la salida aguas abajo de la parte aguas arriba del túnel de viento para la inserción de un sensor de humedad-temperatura relativa (Figura 2).

Figura 2:. Completo experimental, incluyendo tanques, conductos, rejilla sensores (las dimensiones son en centímetros) Completa experimental puesta en marcha del aparato de túnel de viento y tierra-tanque combinado. El túnel de viento eselevada y se encuentra a ras con la superficie del tanque del suelo. El depósito de suelo está equipado con una red de sensores utilizados para medir una variedad de subsuelo y variables atmosféricas. Los círculos de la cuadrícula representan los lugares de inserción de estos sensores. Un sistema de control de calefacción y un ventilador de conducto en línea se utilizan para controlar la temperatura y velocidad del viento, respectivamente. El tubo de pitot-estático se utiliza para medir la velocidad del viento. Todo el aparato se encuentra en una escala de ponderación para obtener un balance de masas durante la experimentación. Tenga en cuenta que el esquema no está dibujado a escala.

3. Instalar cinco elementos de calefacción por infrarrojos de cerámica colocados en paralelo dentro de un reflector a lo largo de la longitud de la parte de aguas arriba del túnel de viento. Conecte los elementos de calefacción por infrarrojos a un sistema de control de temperatura regulada por un sensor de temperatura de infrarrojos.
4. Construir la sección media del túnel de viento de dos 1,2 cm de espesor paneles de acrílico con una longitud y una altura de 25 cm y 26 cm respectivamente.Perforar dos 0,635 cm (¼ de pulgada) de diámetro en uno de los paneles mediados de sección para insertar temperatura y / o sensores de humedad relativa y temperatura en las ubicaciones que se muestran en la Figura 2.
   1. Asegure los paneles de acrílico en la parte superior de las paredes laterales del tanque del suelo (es decir, los paneles con dimensiones de 25 cm x 55 cm) utilizando una cinta adhesiva fuerte, lo que garantiza que el túnel de viento y paneles de tanque suelo sientan al ras con los otros.
5. Construir los primeros 50 cm de la parte de aguas abajo del túnel de viento del mismo tamaño de material de conductos rectangulares describe en el Paso 2.1. En el lado de terminación, reducir el material conductos rectangulares a un conducto redondo 15,3 cm de diámetro con una longitud de 170 cm. Instale un amortiguador de acero galvanizado, que se utiliza para ajustar la velocidad del viento, en el extremo aguas abajo del conducto redondo para la ayuda en el control de la velocidad del viento.
6. Como en el paso 2.2, perforar agujero de diámetro uno 0,635 cm en el lado de aguas abajo del conducto rectangular cerca de la entrada para ella inserción de un sensor de humedad-temperatura relativa. Perforar un segundo agujero de diámetro 0,635 cm desde la parte superior del conducto rectangular a lo largo de la línea central del túnel de viento.
7. Instalar un ventilador de conducto en línea en el medio de la conducto redondo (es decir, 85 cm aguas abajo de reducción descrito en el Paso 2.4) orientadas para expulsar el aire desde la parte de aguas abajo del túnel de viento. Interfaz del ventilador con un controlador de velocidad variable para un control más preciso de la frecuencia de rotación y, como la velocidad del viento resultado.
8. Utilice material de soldadura y estanterías ajustables para elevar y asegurar el aparato de túnel de viento. Asegúrese de que la parte inferior de la red de conductos aguas arriba y aguas abajo son al ras con la parte superior del tanque del suelo (Figura 2).

3. Instalación de Sensores

1. Antes de la instalación dentro del depósito de suelo, asegurar cada humedad del suelo y el sensor de temperatura dentro de un alojamiento roscado NPT (1,9 cm y 0,635 cm carcasas, respectivamente) y seal con sellador intermitente para evitar la entrada de humedad. No utilice productos sellantes a base de silicona, ya que pueden interferir con los componentes electrónicos dentro de algunos sensores. Curar los sensores durante aproximadamente una semana.
2. Antes de la instalación en el tanque del suelo, calibrar los sensores de humedad del suelo de acuerdo con el método de α-mezcla de dos puntos desarrollado por Sakaki et al. ^12.
3. Envuelva las roscas de cada vivienda TNP con cinta fontaneros antes de la instalación en el tanque para ayudar a proporcionar un mejor sellado entre la rosca NPT y vidrio acrílico.
4. Instale un total de 25 de humedad del suelo y temperatura sensores cada horizontalmente a través de las paredes del tanque en las ubicaciones indicadas en el Paso 1.2. Torcer los cables de los sensores en sincronía con la instalación / vivienda TNP a fin de no dañar el cableado interno dentro de los cables. No sobre-par los TNFs a fin de evitar que el vidrio se agriete. Conecte los sensores de humedad del suelo y sensores de temperatura a sus datos designadosmadereros.
5. Instalar 3 sensores de humedad y temperatura relativas en la superficie del suelo a distancias de 2,5, 12,5 y 21,5 cm desde el borde delantero del tanque. Coloque los sensores en buen contacto con la superficie del suelo de modo que las lecturas de humedad relativa reflejan las condiciones en la superficie del suelo más bien que el aire circundante. Conecte los sensores a los registradores de datos.
6. Para obtener la temperatura del aire necesaria y mediciones de humedad relativa en el ambiente, instale sensores de humedad relativa y temperatura en la sección de flujo libre del túnel de viento, utilizando los agujeros perforados a través de las secciones aguas arriba y aguas abajo del túnel de viento, así como los paneles.
7. Instale un tubo de Pitot estático directamente aguas abajo del depósito de suelo a través del orificio de 0,635 cm perforado en la parte superior de la sección del túnel de viento río abajo. Mantenga el tubo de pitot-estática a una altura de 13 cm desde el suelo de la sección. Conectar el tubo de pitot-estático a un transductor de presión diferencial.
8. Calibrate el transductor de presión diferencial. El medidas de tubo pitot estático presión dinámica que se define como la diferencia del estancamiento y presiones estáticas. El diferencial de presión es interpretado por el transductor de presión como un diferencial de voltaje.
   1. Mida el voltaje bajo ninguna condiciones de flujo (voltaje debe ser aproximadamente igual a 0) y para el flujo de una presión dinámica conocida; esto permite una relación lineal que se establezca entre la presión dinámica y la tensión. Determinar la velocidad del viento mediante la aplicación de la ecuación de Bernoulli:
      (1)
      donde V (m / s) es la velocidad del viento, P _dinámica (Pa) es la presión dinámica, y ρ (kg / m ³⁾ es la densidad del aire.
   2. Comparación de la velocidad calculada utilizando la ecuación (1) con otro dispositivo de medición. Aquí, comparar los diferenciales tubo tra presión pitot estáticonsducer con láser Doppler Velocimetría (LDV) mediciones que tiene una precisión de ± 0,01 m / seg.
      Nota: Un resumen de los sensores empleados y sus frecuencias de muestreo asociados se puede encontrar en la Tabla 1 para las especificaciones del sensor y otra información, consulte el material adjunto / lista de equipo..

Sensor	Medidas de Sensor	Número de sensores empleados en Aparato Experimental	El muestreo del sensor de frecuencia (min)
EC-5	La humedad del suelo	25	10
TEC	Suelo de temperatura / del aire	25	10
SH-1	Propiedades termales	1	10
EHT	Humedad relativa / temperatura	5	10
Cámara infrarroja	Temperatura de la superficie / evaporación	1	1
Cámara digital	Visualización de frente secado	1	60
Tubo de Pitot estático	Velocidad del viento	1	10
Escala para medir peso	Evaporación / tasa de evaporación acumulada	1	10

Tabla 1: Resumen de los sensores utilizados en parte experimental de este estudio.

4. Embale el suelo del tanque y prepararse para el inicio del experimento

1. Antes de empacar el tanque con el suelo, probar su integridad mediante la realización de una prueba de fugas. Llene el tanque con agua y esperar 4-6 horas para asegurar que no haya fugas en la estructura o sensores han desarrollado.
   1. Si se desarrollan fugas, drenar el tanque, deje que se seque durante la noche y corregir las fugas utilizando la misma madhesiva arine utilizado durante la construcción inicial. Si se desarrollan sin fugas, drenar el tanque de suelo y prepararse para los siguientes pasos.
2. Determinar el volumen total del tanque con sensores en su lugar. Llene cuidadosamente el tanque con agua usando un cilindro graduado, asegurándose de registrar la cantidad de agua añadida. Convertir el volumen total registrado a centímetros cúbicos para el uso en el paso 4.5.
3. Obtener suelo seco para empacar el tanque del suelo. Caracterizar las propiedades hidráulicas y térmicas del suelo seleccionado por separado de acuerdo con los métodos discutidos en Smits et al. ¹¹
4. Cuidadosamente húmedo empacar el tanque del suelo usando suelo y agua desionizada.
   1. Para humedecer-empacar el tanque del suelo, primero verter aproximadamente 5 cm de agua en el tanque. Añadir lentamente suelo seco al agua en el tanque, utilizando una cuchara, en incrementos de 2,5 cm de profundidad. Registrar el peso de la arena añadido durante cada ascensor, así la porosidad del suelo de embalaje se puede calcular.
   2. Al finalizarde cada capa, presiona repetidamente las paredes del tanque utilizando un mazo de caucho, 100-200 veces, para obtener una densidad aparente uniforme en todo. Mientras la grabación, evitar el contacto con los sensores y cables de los sensores. El uso de dispositivos vibratorios se debe evitar para no dañar la red de sensores sensibles.
5. Al término de embalaje del tanque, resumir juntos los pesos de cada capa de suelo (ver Paso 4.4) para obtener la masa total de suelo. Divida la masa total por la densidad aparente del suelo (por ejemplo, la densidad aparente de la arena de cuarzo es 2,65 g / cm ³⁾ para determinar el volumen de la arena (V _s, ³ cm). Calcular la porosidad (η, m ³ / m ³⁾ del suelo en el tanque de acuerdo con:
   (2)
   donde (V _T, m ³⁾ es el volumen total del tanque vacío determinado en el paso 4.2.
6. Una vez que el tanque está completamente lleno, colocar una cubierta de plástico tal como Saran Wrap sobre el tanque hasta que el experimento está listo para comenzar a prevenir la aparición de la evaporación.
7. Coloque el tanque en una escala de ponderación para controlar la pérdida de agua acumulada, que a su vez puede ser utilizado para calcular la tasa de evaporación.
8. Calcular la velocidad de evaporación por hora dividiendo la pérdida de peso por hora por el producto de la densidad del agua y el área de la sección transversal de la superficie de evaporación.

5. Iniciar el experimento y comenzar la recopilación de datos

1. Una vez que la configuración se ha completado, las condiciones atmosféricas (temperatura deseados, es decir, la velocidad del viento). Asegúrese de que los registradores de datos y otros sistemas de adquisición de datos se activan y ponen a los intervalos de muestreo correctos (por ejemplo, cada 10 minutos).
2. Inicie el sistema de ventilación y control de temperatura. Permitir a las condiciones climáticas se equilibren antes de retirar la cubierta de plástico en la superficie de las stanque de aceite. Ejecutar el experimento para la longitud de tiempo deseado (por ejemplo, 15 días).

Resultados

El objetivo del experimento presentado aquí fue estudiar el efecto de la velocidad del viento en la evaporación del suelo desnudo. Las propiedades clave de la suciedad de ensayo utilizado en el presente estudio se resumen en la Tabla 2. Se realizó una serie de experimentos en los que se aplicaron diferentes condiciones de contorno en la superficie del suelo (es decir, velocidad del viento y la temperatura) (Tabla 3). Aunque se realizaron cuatro experimentos a diferentes velo...

Discusión

El propósito de este protocolo era desarrollar un aparato experimental y procedimientos asociados para la generación de los datos de resolución espacial y temporal altas requeridas para el estudio de las interacciones tierra-atmosférica con respecto al calor y los procesos de transferencia de masa. El aparato experimental descrito consistía en un depósito de suelo y un pequeño túnel de viento, ambos de los cuales fueron equipados con un conjunto de sensores para la medición de variables del suelo y atmosférica...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
ECH2O EC-5 Soil Moisture Sensor (25)	Decagon Devices Inc. Decagon.com	40593	For specifics visit: http://www.decagon.com/products/soils/volumetric-water-content-sensors/ec-5-soil-moisture-small-area-of-influence/. Sampling frequency on 10 minute intervals, accuracy is ±3%, and collect data using the Em50 dataloggers
ECT Soil/Air Temperature Sensor (19)	Decagon Devices Inc. Decagon.com	40651	For specifications visit http://www.decagon.com/products/canopy-atmosphere/temperature/ect-air-temperature/. Sampling frequency on 10 min intervals, accuracy is ±0.5 °C, Measure within a temperature of 5 and 40 °C, and collect data using the Em50 dataloggers
EHT Relative Humidity and Temperature Sensor (5)	Decagon Devices Inc. Decagon.com	N/A	Sampling Frequency on 10 min intervals, accuracy is ±3% between 5% and 100% relative humidity, and collect data using Em50 data loggers. For more information visit decagon.com
Em50 Data Logger (10)	Decagon Devices Inc. Decagon.com	40800	For specifics visit http://www.decagon.com/products/data-management/data-loggers/em50-digital-analog-data-logger/. ECH2O decagon devices, pulls data from the ECT, EC-5, and EHT sensors, and each data logger has 5 sensor connections and a com port that connects from the logger to USB to computer
Sartorius Weighing Scale (1)	Sartorius Corporation	11209-95	Sartorius Model 11209-95, Range = 65 kg, Resolution = ±1 g
Infrared SalamandernCeramic Radiative Heater (1)	Mor Electric Heating Assoc., Inc. http://www.morelectricheating.com/	FTE 500-240	5 heaters needed, adjust to get the right ambient/free-flow temperature
2104 Temperature Control System (1)	Chromalox	2104	Controls the heaters
Infrared Temperature Sensor Regulator (1)	Exergen Corporation	N/A	Monitors the heaters temperatures
[header]
Stainless Steel Pitot-Static Tube (1)	Dwyer Instruments, Inc. http://www.dwyer-inst.com/	Series 160	For specifics visit http://www.dwyer-inst.com/Product/%20TestEquipment/PitotTubes/Series160. Sensor sampling frequency is every 10 minutes, must be connected to differential pressure transducer and anemometer, and convert the pressure data collected into win velocities using Bernoulli's equation.
1/2 inch Acrylic (1)	Colorado Plastics http://www.coloradoplastics.com/	N/A	Specific heat of 1,464 J kg-1 K-1, thermal conductivity of 0.2 W m-1 K-1, and a density of 1,150 kg m-3
Galvanized Steel Ducting Material (1)	Home Depot	N/A	Material used to build wind- tunnel, and both round and rectangular ducting were used in construction and connected using square-to-round reducer duct
Variable Speed Controller Connected to an In-Line Duct Fan (1)	Suncourt, Inc. http://www.suncourt.com/	VS200	15.3 cm in Diameter Placed in-line with round duct
Galvanized Steel Damper (1)	Home Depot	N/A	Used to control/reduce speeds in the wind tunnel for low velocity data
Accusand #30/40 (1)	Unimin Corporation http://www.unimin.com/	N/A	This sand is silica sand and is 99.8% quartz, its grain shape is classified as rounded, the uniformity coefficient is approximately 1.2, and the grain density is 2.66 g/cm3.