Os autores gostaria de reconhecer Benjamin Sommerkorn, Gabriel Dupont, Jake Eggan e Chirawat Sanpakit que ajudou com as experiências aqui apresentadas. Jeanette Cobian Iñiguez reconhece suporte pelo número de concessão da NASA MUREP institucional pesquisa oportunidade (MIRO) NNX15AP99A. Este trabalho também foi financiado pelo USDA/USDI fogo plano nacional através de convênio entre o USDA Forest Service, estação de pesquisa PSW e da Universidade da Califórnia - Riverside.

atenção: como várias etapas no seguinte protocolo envolvem atividades que têm o potencial de causar lesões, certifique-se de que o equipamento apropriado de proteção pessoal (PPE) é usado na sequência de protocolos de segurança estabelecidos, incluindo incêndio roupas resistentes e óculos de proteção.
 1. coroa combustível cama carga instalação de instrumentação de célula <ol><li>Modificar 4 pinças, anexando mola dupla portão carabiners (ver Tabela de materiais) através do furo de pino no grampo &#39; fim de parafuso s (ver a Figura 2). Use os mosquetões para suspender a cama de combustível coroa.</li>
	<li>Usando um conjunto diferente de pinças, apor a cada célula do calibre de tensão de carga para a parte superior do quadro de túnel de vento (ver Figura 2).</li>
	<li>Anexar modificado pinças à extremidade livre das células do calibre de tensão, com os mosquetões pendurado para baixo. Anexar as correntes para a plataforma para a cama de combustível coroa.</li>
	<li>Para suspender a plataforma de cama coroa combustível a partir do quadro de túnel de vento, cada uma das cadeias de cama de combustível coroa conectem um mosquetão.</li>
	<li>, Uma vez que cada uma das células de quatro carga são totalmente montado e ligado para a cama de combustível, conectar os fios para a ponte de Wheatstone, que será usada para aquisição de dados. Cobrir as células de carga com isolante, tais como o tipo usado para abrigos de incêndio de fogo.</li>
</ol> <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig2.jpg" /> Figura 2: túnel de vento coroa combustível cama carga celular instrumentação. (a) vista frontal (b) pinça modificada de túnel de vento com mosquetão e coroa corrente de cama de combustível que apoia a cama de combustível de coroa. (c) carga celular ligado ao quadro de túnel de vento usando uma pinça. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig2large.jpg" target="_blank"> clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
 2. calibração de célula de carga Nota: O sinal produzido pelas células carga é convertido em uma massa equivalente através de: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq2.jpg" /> 
onde V é o sinal, normalmente em milivolts, A e B são constantes a determinar através de calibração, e m representa a massa em gramas. Todos os parâmetros na equação (2) são obtidos através da interface de controle personalizado instrumento desenvolvida para a instrumentação em massa da coroa no presente protocolo. Quando o primeiro usando o sistema, pesos de precisão são usados para calibrar o sinal da célula de carga. Constantes de calibração A e B serão obtidos com base no sinal produzido quando a carga destes pesos de precisão de medição. A constante A é calculada a partir de: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq3.jpg" /> onde m t é um a massa do peso de precisão experimental, w é o sinal produzido com o peso carregado na célula de carga, Considerando que um w, ó corresponde ao sinal produzido quando nenhum peso é aplicado na célula de carga.
<ol><li>Para obter a calibração constante A, pesos de precisão de gancho (uma boa variedade seria 200-500 g) para a primeira célula de carga. Usar a massa dos pesos de precisão como parâmetro m t na equação (3).</li>
	<li>Definir o ganho de célula de carga para 128 usando o campo de # entrada como mostrado na Figura 3b, i. 1. Isso corresponde ao valor máximo permitido pelo dispositivo.</li>
	<li>Ler a saída de sinal em saída 0 a partir da interface de instrumento (ver Figura 3b, i2). Este é o parâmetro w na equação (3).</li>
	<li>Desenganchar o peso e ler o novo valor exibido na interface do instrumento ( Figura 3b, i2). Este é o parâmetro um w, o.</li>
	<li>Calcular A baseada nos parâmetros (m t , w, um w, ó) obtidos em passos 2.1 a 2.4 e as equações apresentadas.</li>
	<li>Na interface do controlador, preencha o Ch 0-M valor para cada sensor com o valor obtido na etapa anterior.</li>
	<li>Para encontrar o valor de deslocamento, B, remova todos os pesos, leia o valor no &#39; saídas calibrado (g) &#39; caixa (ver Figura 3 c i2), multiplique este valor por -1. O número resultante é constante B, digite este número no &#34; adição &#34; Ch 0-uma caixa (ver Figura 3 c, i. 3).</li>
	<li>Repita os passos 2,3-2,8 para cada célula de carga (0, 1, 2, 3), o sistema agora é totalmente calibrado; proceder para carregar as camas de combustível com os combustíveis.</li>
</ol> <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig3.jpg" /> Figura 3: passos para célula de carga de entrada de dados de interface de controle de instrumento calibração. (uma) janela de configuração inicial de ponte com ganho de configuração e habilitar caixa (b) janela para primeira fase de calibração de célula de carga (c) janela para segunda fase de calibração de célula de carga (d) janela por último fase de calibração de célula de carga, o arquivo é salvo aqui e registro de dados foi iniciado. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig3large.jpg" target="_blank"> clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
 3. preparação do Chaparral e Excelsior combustível camas Nota: cada experimento usa 2 kg de chamise ao vivo e 0,5 kg de excelsior (madeira de álamo tremedor desfiada).
<ol><li>Da pilha de combustível coletado para gravação, coletar várias garrafas de cerveja-1 de combustível (3-4 garrafas).
	<ol><li>Siga os procedimentos delineados pelo compatriota e Dean para amostras secas de forno e obter combustível umidade conteúdo 30.</li>
	</ol></li> <li>Aparar ramos individuais de um pacote de chamise recentemente colhido para remover o material morto e ramo material maior que ¼ de polegada de diâmetro. Coloque o material ao vivo de combustível restante no recipiente para pesagem.</li>
	<li>Selecione 2 kg da chamise aparada e 0,5 kg de excelsior usando uma balança electrónica. Lugar 0,5 kg da excelsior para a plataforma de cama de superfície combustível no piso do túnel de vento, garantindo que a densidade é mais uniforme possível. Para fazer isso, uma quantidade conhecida da excelsior, colocando sobre uma área conhecida profundidade.</li>
	<li>Puxar separado (buço) excelsior compactado para diminuir sua densidade, assim ele vai queimar prontamente. carregar 2kg de chamise aparada na plataforma pendurado as células de carga para criar a cama de combustível elevados. Distribuídas regularmente os ramos chamise sobre a plataforma inteira para produzir uma cama de combustível uniforme.</li>
</ol> 4. Arranjo de termopar Nota: Termopares tipo K são usados para medir a temperatura de ambas as camas de combustível. Os dados são coletados através de um sistema de aquisição de dados controlado com um gráfica personalizada do usuário interface (consulte a tabela de materiais para o software de projeto do controlador). Os termopares recomendados para uso são 24 pares termoeléctricos AWG, com um tempo de resposta de 0,9 s.
<ol><li>Conectar uma matriz de dezesseis 24 termopares AWG (diâmetro do condutor: 0,51054 mm) para um registrador de dados (tempo de resposta: 0,9 s).</li>
	<li>Inserir a camada de combustível coroa 6 termopares. Coloque esses pedaços de 20 cm de termopares e evitar o contato de termopares com ramos. Insira 10 termopares na camada de superfície do combustível. Coloque estes termopares de superfície combustível 10cm separados e evitar o contato de termopares com ramos (ver Figura 4).</li>
	<li>Ativar o registro de dados clicando o &#34; iniciar &#34; botão na interface do software de controle do termopar.</li>
</ol> <img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig4.jpg" /> Figura 4: diagrama de superfície e coroa combustível camas com matriz de termopar localização. Aqui 6 termopares foram inseridos na camada de combustível coroa 20 cm afastados uns dos outros. 10 termopares foram inseridos na camada de superfície de combustível 10 centímetros distante. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig4large.jpg" target="_blank"> clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
 5. configuração de aquisição de imagem alvo de referência <ol><li>monte o visual que tem marcas vermelhas com intervalos de 10 cm acima da janela do túnel de vento. Use este destino como referência para determinar a altura da chama do experimento vídeo. 
	Nota: Alturas de flama de amostra são apresentadas na Figura 5.</li>
	Coleção de <li>dados fotográficos de instalação. Com foco na área de testes de túnel de vento, ajustar o foco da câmera a fim de capturar o alvo de toda referência vertical, bem como a área da cama combustível.</li>
	<li>Coleta de dados de câmera de vídeo de instalação. Montar a câmera de vídeo com uma câmera universal de montagem de parede na parede para fornecer uma visão completa da seção de teste do túnel de vento.</li>
</ol> <img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig5.jpg" /> Figura 5: fotografia de altura de chama amostra de uma típica experiência. O alvo visual azul com marcação vermelha serve como referência para determinar a altura da chama do vídeo experimento. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig5large.jpg" target="_blank"> clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
 6. configuração de fluxo Nota: O túnel de vento é equipado com um ventilador de velocidade variável. O fluxo de ar no túnel de vento foi previamente calibrado para a velocidade do ventilador. Para atingir a velocidade desejada do vento, a velocidade de rotação do ventilador (em Hz) está selecionada. Nas experiências presentes, foram estudados sem vento e casos de fluxo de vento 1 m/s.
<ol><li>Definir a velocidade do ventilador de 1 m/s no controlador de velocidade. Ligue o ventilador para garantir que ele está funcionando corretamente.</li>
	<li>Desligar o ventilador. Agora está pronto para uso. 
	Nota: O edifício de queimadura é projetado para realizar experimentos de fogo com segurança enquanto evacuando fumaça do espaço de trabalho. Notificar as autoridades locais do fogo que os experimentos estão sendo realizados para eliminar a ocorrência de falsos alarmes.</li>
	<li>Fechar todas as portas no edifício para garantir que as aberturas de ventilação do telhado são a única possível saída para fumos.</li>
	Fãs de <li>Ligue a alimentação de ar para trazer ar fresco de fora do prédio no nível do chão. Ligar os exaustores para evacuar fumo através da ventilação do telhado. 
	Nota: Isto irá estabelecer uma baixa velocidade, o fluxo de ar de alto volume de fora do edifício que se eleva verticalmente devido à diferença de pressão ligeira e as aberturas do telhado.</li>
	<li>Antes de cada experiência, use um higrômetro de bulbo úmido para medir a umidade relativa e temperatura do ar ambiente.</li>
</ol> 7. Ignição (implementar simultaneamente com a etapa 8) Nota: O processo de ignição deve ser conduzido da seguinte maneira por membro da equipa de ignição. Para maior segurança, recomenda-se que um segundo tripulante permanecem perto da área de teste durante a ignição.
<ol><li>Quando instruído a &#39; inflamar &#39;, mergulhe a ponta da cama excelsior superfície combustível com álcool etílico desnaturado. Coloque a garrafa de álcool longe da zona de ignição e usando uma tocha de butano, inflamar o fim da cama em uma linha paralela à borda da cama combustível combustível de superfície. Ser observador como o encharcada de álcool combustível prontamente vai inflamar.</li>
	<li>, Uma vez que a cama de combustível tem sido incendiada, saia a seção de teste e feche a porta do túnel. Se o vento é necessário para o experimento, ligue o ventilador de túnel de vento.</li>
</ol> 8. Iniciar Executar Experimental Nota: após verificar o experimento está corretamente configurado, as câmaras devem ser iniciadas.
<ol><li>Ligue a câmera de vídeo para gravar.</li>
	<li>Falar em voz alta o número/código do experimento, a data e configuração experimental para o microfone da câmera de vídeo grava essas informações.</li>
	<li>Instruir a tripulação do computador para iniciar o registro de dados marcando o &#34; habilitar o log de dados &#34; opção na interface de controle do instrumento (ver Figura 3d, i. 1). Instrua a pessoa de ignição para inflamar o combustível. Uma vez que o membro da tripulação de ignição saídas do túnel de vento, instruir o tripulante de vento para começar o fã de túnel de vento. Este será o início do experimento, onde o tempo é zero (t = 0).</li>
</ol>

<ol>
	<li>Minnich, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+mosaics+in+southern+California+and+northern+Baja+California.">Fire mosaics in southern California and northern Baja California.</a> Science. 219 (4590), 1287-1294 (1983).</li><li>Tachajapong, W., Lozano, J., Mahalingam, S., Weise, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+modelling+of+crown+fire+initiation+in+open+and+closed+shrubland+systems.">Experimental modelling of crown fire initiation in open and closed shrubland systems.</a> Int. J. Wildl. Fire. 23 (4), 451-462 (2014).</li><li>Rothermel, R. C., Philpot, C. 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H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fire+spread+in+chaparral+-+A+comparison+of+laboratory+data+and+model+predictions+in+burning+live+fuels.">Fire spread in chaparral - A comparison of laboratory data and model predictions in burning live fuels.</a> Int. J. Wildl. Fire. 25 (9), 980-994 (2016).</li><li>Omodan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fire Behavior Modeling - Experiment on Surface Fire Transition to the Elevated Live Fuel A. , (2015).</li><li>Mulvaney, J. J., Sullivan, A. L., Cary, G. J., Bishop, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeatability+of+free-burning+fire+experiments+using+heterogeneous+forest+fuel+beds+in+a+combustion+wind+tunnel.">Repeatability of free-burning fire experiments using heterogeneous forest fuel beds in a combustion wind tunnel.</a> Intl J Wildl Fire. 25 (4), 445-455 (2016).</li></ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

A capacidade de medir a massa de combustível elevados durante todo o experimento foi uma das principais vantagens da técnica aqui apresentada. Estudos anteriores abordando o fogo do chaparral concentraram-se em qualquer início de incêndio coroa única ou apenas em superfície espalhar, mas não ambos. Tais estudos têm quantificado a possibilidade de ignição na camada de coroa e tem deixado o estudo da propagação de futuro trabalho23. Nossa metodologia permite a medição da perda de massa...

Em 2016, o estado da Califórnia experimentou um total de 6.986 incêndios na floresta, consumindo 564.835 acres1, custando milhões de dólares em danos e põe em risco o bem-estar de centenas de pessoas. Por causa do clima mediterrâneo regional, uma fonte de combustível principais para estes incêndios são de comunidades de vegetação de chaparral2. Fogo no chaparral pode ser considerado um fogo de coroa desde o principal combustível que queima é elevada3. Co-existentes com a camada de coroa predominantemente ao vivo, é a camada de combustível morto de superfície, que consiste de elenco folhagem, galhos e plantas herbáceas que crescem sob e entre os arbustos individuais. Fogo mais facilmente se iniciará na camada de superfície morta de combustível. Uma vez que o fogo de superfície inflama, o fogo pode transição para a camada de coroa, onde a energia liberada pelo fogo aumenta dramaticamente. Enquanto chaparral fogos normalmente tem sido modelados como um fogo se espalhando em combustíveis profunda superfície4, houve estudo limitado de chaparral incêndios como fogos de coroa.

Características de coroa no chaparral, incluindo a forma das partículas de folhagem, diferem de floresta boreal de conífera, onde ocorreu a maioria das pesquisas. Numerosos estudos de escala de laboratório e de campo têm investigado vários aspectos de um incêndio dinâmica6,5,7,3,8,9,10 ,11,12. Dentro do Reino de experimentos de laboratório, vários estudos examinaram a influência dos parâmetros tais como vento e propriedades de combustível na coroa de chaparral fogo comportamento. Iniciação na presença de duas camas de combustível discreta coroa de fogo Lozano7 analisado características da coroa. Em Tachajapong et al . 3, superfície discreto e coroa camadas foram queimadas dentro de um túnel de vento e o fogo de superfície foi caracterizado. Iniciação de fogo coroa única foi totalmente descrita deixando a análise completa de propagação para o futuro trabalho. Li et al. 11 informou sobre a propagação da chama embora arbustos único chaparral. Em trabalhos relacionados, Cruz et al . 10 , 9 desenvolveu um modelo para prever a ignição de conífera folha acima um espalhando fogo de superfície. Características de queima de combustíveis de chaparral tem sido exploradas em estudos experimentais de combustíveis em massa e indivíduo deixa13,14,15,16. Dupuy et al 13 estudou as características ardentes de agulhas do Pinus pinaster e excelsior pela queima de combustíveis em cestas cilíndricas. Observaram que destes combustíveis, chama altura foi relacionada a taxa de liberação de calor através de uma lei de potência de dois quintos, como foi noticiado anteriormente na literatura17,18. Sun et al . 14 queimar combustíveis chaparral em cestas cilíndricas semelhantes para analisar as características de queima de combustíveis de chaparral três: chamise (Adenostoma fasciculatum), ceanothus (Ceanothus crassifolius) e manzanita ( Arctostaphylos glandulosa).
Motivado pelos resultados de estudos de laboratório acima mencionado, nosso objetivo aqui é apresentar uma metodologia para caracterizar a propagação nas camadas de superfície tanto arbusto coroa. Além disso, pretendemos esclarecer algumas das principais características que determinam o grau de interação da camada de superfície-coroa. Para este fim, nós desenvolvemos uma metodologia de laboratório experimental para estudar a transição vertical de um fogo que arde em um combustível de superfície florestal para um fogo se espalhando em um combustível elevado do arbusto. Esses tipos de incêndios, tradução do fogo para a coroa de arbusto, conhecido como coroamento, pode ser seguida por propagação sustentada sob certas condições. Em geral, comportamento de fogo do chaparral é ditado pela topografia, clima e combustível19. Tem sido demonstrado que vento afeta a taxa de liberação de energia em combustíveis5,3,8,20.
Fogo que se espalhou em combustíveis porosas pode ser visto como uma série de transições ou limites que devem ser cruzados para ser bem sucedido,21. Energeticamente, uma partícula de combustível inflama-se a quantidade de calor que ele recebe resulta em uma mistura de gases que reagem com êxito com o oxigênio. A chama resultante se espalha-se o calor de partícula ardente incendeia uma partícula de combustível adjacentes. O fogo se espalha pelo chão se é capaz de atravessar as lacunas entre os elementos de combustível combustíveis. Se a chama de um fogo de superfície é capaz de propagar-se verticalmente para a coroa de arbustos e árvores, uma mudança significativa no comportamento do fogo, incluindo taxas de liberação de calor aumentada, é frequentemente observada devido a uma maior disponibilidade de combustível. Energia térmica dinâmica nos fogos do wildland abrange várias escalas, a partir da escala muito grande, tanto em megaincêndios que geralmente exigem modelagem climatológica, a pequena escala que exigem modelagem de cinética química escala. Aqui, nós lidamos com comportamento de escala de túnel de vento laboratório de modelagem; para estudos de combustão de celulose em escala química, o leitor é referido por obras como Sullivan et al 22
Desde 2001, temos realizado uma variedade de experimentos, examinando alguns do laboratório escala energia limiares23,8,24,25,26, 27, com ênfase em combustíveis vivos associados chaparral. Enquanto ao ar livre, medições de fogo podem fornecer resultados mais naturais, o ambiente controlado de túnel de vento permitem delineação do impacto dos vários parâmetros. Por exemplo, controlar o vento, é especialmente importante para chaparral coroa incêndios ocorrem em regiões como o sul da Califórnia, onde os ventos tipo foehn, conhecidos como ventos de Santa Ana, são drivers típicos de eventos de fogo. Porque um grande motivador para a metodologia descrita aqui é estudar o efeito do vento e outros parâmetros controlados no chaparral propagação de fogo, este estudo foi realizado em um túnel de vento de escala de laboratório. O leitor é direcionado para o trabalho por Silvani et al 28 para medições de campo de temperatura em chaparral incêndios semelhantes aos aqui apresentados. Para medições de campo sobre o efeito do vento na propagação do fogo, por favor consulte Morandi et al 29
Vários parâmetros que influenciam a propagação nos combustíveis chaparral foram analisados experimentalmente através da quantificação da probabilidadede fogo espalhou-se sucesso no combustível elevado camas8. O estudo experimental atual envolve uma metodologia desenvolvida estudar o fogo coroa de chaparral espalhados por modelagem de superfície combustíveis e combustíveis coroa dentro da seção de teste de um túnel de vento de baixa velocidade. O combustível de superfície é modelado com excelsior (madeira secada desfiada). A cama de combustível superfície é colocada no nível do solo de túnel de vento sobre uma escala padrão (ver Figura 1). Representando a cama de combustível de coroa, uma cama de combustível com chamise foi colocada sobre a cama de combustível superfície suspendendo o combustível de uma plataforma montada sobre o quadro de túnel de vento (ver Figura 1). Ambas as camas de combustível são instrumentadas para temperatura e medições de perda de massa; geometria da flama é obtida a partir de gravações em vídeo das experiências. Parâmetros medidos incluem a taxa de perda de massa, teor de umidade do combustível e a umidade relativa do ar. Parâmetros controlados foram a presença de vento, a distância entre a superfície do combustível cama e cama de combustível de coroa e a presença de combustível de superfície. A taxa de perda de massa medido pode ser usada para calcular a taxa de liberação de calor, que é definida como: 
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56591/56591eq1.jpg"> onde h é o calor de combustão do combustível, m é a massa de combustível, e t é o tempo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig1.jpg"> 
Figura 1: configuração experimental de túnel de vento. Locais da coroa combustível cama, a cama de combustível de superfície e o ventilador do túnel foram chamadas para sua conveniência. A cama de combustível superfície é colocada no nível do solo de túnel de vento sobre uma escala padrão. Representando a cama de combustível de coroa, uma cama de combustível com chamise foi colocada sobre a cama de combustível superfície suspendendo o combustível de uma plataforma montada sobre o quadro de túnel de vento. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56591/56591fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Experimentos têm-se centrado na compreensão do comportamento do chaparral coroa fogos, particularmente a ignição, mecanismos de propagação da chama e propagação de chama velocidades frontal e taxas de consumo de combustível. Para estudar a interação entre um fogo de superfície e um fogo da coroa, foram queimados seis configurações de superfície e coroa camas de combustível com e sem fluxo de vento aplicada, no túnel de vento: coroa combustível somente com e sem vento (2), coroa e camas de combustível separadas por de superfície duas distâncias com e sem vento (4). A tabela 1 resume as configurações experimentais com as 6 classes experimentais. Na tabela, o parâmetro de cama de combustível superfície denota se superfície combustível esteve presente durante o experimento, o parâmetro de vento refere-se à presença de vento e altura de coroa refere-se a distância entre o fundo da cama de combustível a coroa e a parte inferior da superfície cama de combustível. Umidade do combustível foi medida para cada experimento mas não controlada, teor de umidade média de combustível foi 48%, Considerando que os valores mínimos e máximo foram 18% para 68%, respectivamente.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Classe</td>
			<td>Cama de superfície de combustível</td>
			<td>Vento</td>
			<td>Altura da coroa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A</td>
			<td>Ausente</td>
			<td>Sem vento</td>
			<td>60 ou 70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B</td>
			<td>Ausente</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 ou 70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C</td>
			<td>Presente</td>
			<td>Sem vento</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D</td>
			<td>Presente</td>
			<td>Sem vento</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E</td>
			<td>Presente</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>60 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F</td>
			<td>Presente</td>
			<td>1 ms-1</td>
			<td>70 cm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1: experimentar configurações. Aqui o parâmetro de cama de combustível superfície denota se superfície combustível esteve presente durante o experimento, o parâmetro de vento refere-se à presença de vento e altura de coroa refere-se a distância entre o fundo da cama de combustível a coroa e a parte inferior da cama superfície combustível.
Uma balança electrónica medido superfície combustível massa e nós desenvolveu um sistema de perda de massa personalizada para a camada de coroa. O sistema consistia de células de carga individual conectadas a cada canto da cama suspensa de combustível. Câmeras de vídeo do consumidor da classe gravou as chamas visuais; processamento de imagem de dados visuais usando um script personalizado gerado chama características incluindo altura e ângulo. Foi desenvolvido um programa para converter quadros de vídeo do RGB (vermelho/verde/azul) codifica para preto e branco através de um processo de limiarização de intensidade da luz. A borda da chama foi obtida os quadros de vídeo preto e brancos. Altura máxima de chama foi definida como o ponto mais alto da borda chama, alturas chama instantânea também foram obtidas. Em uma imagem, chama altura foi medida a partir da base da cama combustível ao ponto máximo vertical da chama. Todos os códigos de processamento, bem como a interface de controle de instrumento projetado para este protocolo foram disponibilizada pelos autores aqui através de seu site de acesso do software. Recolher o combustível ao vivo localmente e conduzindo as queimaduras experimentais dentro de 24 h minimizar a perda de umidade. Uma matriz de termopar gravou a temperatura do combustível cama em direção stream-wise do vento, permitindo o cálculo da taxa de propagação. A Figura 1 mostra um diagrama da instalação de cama do combustível junto com o arranjo de termopar. Acompanhar os detalhes do protocolo experimental.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Wind Tunnel Instrumentation&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>cDAQ-9178 CompactDAQ Chassis</td><td>National Instruments</td><td>781156-01</td><td></td></tr><tr><td>NI-9213 C Series Temperature Input Module</td><td>National Instruments</td><td>785185-01</td><td></td></tr><tr><td>NI SignalExpress for Windows</td><td>National Instruments</td><td>779037-35&amp;nbsp;</td><td>Newest version, older version used for experiment</td></tr><tr><td>High Temperature Nextel Insulated Thermocouple Elements</td><td>Omega</td><td>XC-24-K-18</td><td></td></tr><tr><td>Thermocouple Extension Wire with Polyvinyl Coated Wire and Tinned Copper Overbraid</td><td>Omega</td><td>EXPP-K-24S-TCB-P</td><td></td></tr><tr><td>Ultra High Temperature Miniature Connectors</td><td>Omega</td><td>SHX-K-M</td><td></td></tr><tr><td>CompuTrac MAX 2000XL&amp;nbsp;</td><td>Arizona Instruments</td><td>MAX-2000XL</td><td>Discontinued, Newer Model Out</td></tr><tr><td>Kestrel 3000 Pocket Weather Meter</td><td>Nielsen-Kellerman</td><td>0830</td><td></td></tr><tr><td>Satorius CPA 34001S&amp;nbsp;</td><td>Sartorius</td><td>25850314</td><td>Discontinued Model</td></tr><tr><td>5 Kg Micro Load Cell (X4)</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-118</td><td>Strain Gauge Load Cell</td></tr><tr><td>Phidget PhidgetBridge Wheatstone Bridge Sensor Interface</td><td>Robotshop.com</td><td>RB-Phi-107</td><td>Interfaces with 4 load cells, performs signal amplification</td></tr><tr><td>#2 Stainless S-Biner (X4)</td><td>Home Depot</td><td>SB2-03-11</td><td>Dual spring gate carabiners used to mount load cells</td></tr><tr><td>2 in. Malleable Iron C-Clamp</td><td>Home Depot</td><td># 4011</td><td>Used to mount load cells</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Personal Protective Equipment&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wildland Firefighter Nomex Shirt</td><td>GSA Advantage</td><td>SH35-5648</td><td></td></tr><tr><td>Fireline 6 oz Wildland Fire Pants</td><td>GSA Advantage</td><td>139702MR SEV16</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Fuels&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chamise</td><td>Collected in situ</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Natural Shredded Wood Excelsior &amp;ndash; Natural Coarse 50 lbs bail</td><td>Paper Mart</td><td>21-711-88</td><td></td></tr><tr><td>Bernzomatic UL100 Basic Propane Torch Kit</td><td>Home Depot</td><td>UL100KC</td><td></td></tr><tr><td>Isopropyl alcohol</td><td>Convenience store</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Video and Photography&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nikon D3000 10.2-MP DSLR camera with DX-format sensor and 3x 18x55mm Zoon-NIKKOR VR Image Stabilization Lens</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sony Handycam Camcorder DCR-SX85</td><td>Amazon.com</td><td>DCR-SX85</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Software&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NI LabView</td><td>National Instruments</td><td>Student Version</td><td>Used for instrument control and interfacing</td></tr><tr><td>MATLAB Student Version (MATLAB_R2014a)</td><td>Mathworks</td><td>Student Version&amp;nbsp;</td><td>Used for data post-processing including image processing</td></tr></tbody></table>

wind tunnel experiments to study chaparral crown fires

O presente protocolo apresenta uma técnica de laboratório projetada para estudar a propagação e ignição de fogo do chaparral coroa. Experimentos foram conduzidos em um túnel de vento de fogo de baixa velocidade onde duas camadas distintas de combustível foram construídas para representar os combustíveis de superfície e coroa no chaparral. Chamise, um arbusto de chaparral comum, composto por camada de coroa ao vivo. A camada de superfície do combustível morto foi construída com excelsior (madeira picada). Desenvolvemos uma metodologia para medir a perda de massa, temperatura e a altura para ambas as camadas de combustível da flama. Termopares colocados em cada camada estimada de temperatura. Uma câmera de vídeo capturou a chama visível. Pós-processamento de imagens digitais rendeu chama características incluindo inclinação altura e chama. Um instrumento de perda de massa de coroa personalizado desenvolvido pela medida da evolução da massa da camada de coroa durante a queima. Tendências em massa de perda e temperatura obtidos usando a teoria de técnica de correspondência e outros estudos empíricos. Neste estudo, apresentamos os procedimentos experimentais detalhados e informações sobre a instrumentação utilizada. Os resultados representativos para a taxa de perda de massa de combustível e temperatura arquivado dentro da cama de combustível também incluídos e discutidos.

Coroa e superfície chama altura dados foram obtidos a partir dos dados de vídeo. Tendências de altura típica chama para experiências é apresentada na Figura 6. Comportamento de altura chama seguido que encontrou no sol et al 14
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56591/56591fig6.jpg"> 
Figura 6: estimada a altura de chama coroa...

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Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

Este protocolo descreve experiências de túnel de vento projetadas para estudar a transição de um fogo de chão para o dossel de arbustos de chaparral.

Experiências de túnel de vento para estudar Chaparral coroa fogos

The present protocol presents a laboratory technique designed to study chaparral crown fire ignition and spread. Experiments were conducted in a low ...

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Research

JoVE Journal

Engineering

9.6K visualizações.  University of California, Riverside. Este protocolo descreve experiências de túnel de vento projetadas para estudar a transição de um fogo de chão para o dossel de arbustos de chaparral.

Vídeo: Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

Exploring the Effects of Atmospheric Forcings on Evaporation: Experimental Integration of the Atmospheric Boundary Layer and Shallow Subsurface

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.

A protocol for the design and construction of a soil tank interfaced to a small climate controlled wind tunnel to study the effects of atmospheric forcings on evaporation is presented. Both the soil tank and wind tunnel are instrumented with sensor technologies for the continuous in situ measurement of environmental conditions.

Explorando os efeitos de forçantes atmosféricas sobre evaporação: Integração Experimental da Camada Limite Atmosférica e Raso Subsurface

Evaporation is directly influenced by the interactions between the atmosphere, land surface and soil subsurface. This work aims to experimentally study ...

Ambiente

Experimental Methodology for Estimation of Local Heat Fluxes and Burning Rates in Steady Laminar Boundary Layer Diffusion Flames

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex interactions occurring at the interface between gas-phase flames and condensed-phase fuels. The current research provides a technique to explore the dynamic relationship between a combustible condensed fuel surface and gas-phase flames in laminar boundary layers. Experiments have previously been conducted in both forced and free convective environments over both solid and liquid fuels. A unique methodology, based on the Reynolds Analogy, was used to estimate local mass burning rates and flame heat fluxes for these laminar boundary layer diffusion flames utilizing local temperature gradients at the fuel surface. Local mass burning rates and convective and radiative heat feedback from the flames were measured in both the pyrolysis and plume regions by using temperature gradients mapped near the wall by a two-axis traverse system. These experiments are time-consuming and can be challenging to design as the condensed fuel surface burns steadily for only a limited period of time following ignition. The temperature profiles near the fuel surface need to be mapped during steady burning of a condensed fuel surface at a very high spatial resolution in order to capture reasonable estimates of local temperature gradients. Careful corrections for radiative heat losses from the thermocouples are also essential for accurate measurements. For these reasons, the whole experimental setup needs to be automated with a computer-controlled traverse mechanism, eliminating most errors due to positioning of a micro-thermocouple. An outline of steps to reproducibly capture near-wall temperature gradients and use them to assess local burning rates and heat fluxes is provided.

We describe the use of micro-thermocouples to estimate local temperature gradients in steady laminar boundary layer diffusion flames. By extension of the Reynolds Analogy, local temperature gradients can be further used to estimate the local mass burning rates and heat fluxes in such flames with high accuracy.

Metodologia experimental para Estimativa do local fluxos de calor e queima Tarifas em estacionário limite laminar Chamas camada de difusão

Modeling the realistic burning behavior of condensed-phase fuels has remained out of reach, in part because of an inability to resolve the complex ...

Engenharia

Combustion Characterization and Model Fuel Development for Micro-tubular Flame-assisted Fuel Cells

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power generation and micro combustion as well as development in fuel cell research has created new means of power generation that combine solid oxide fuel cells with open flames and combustion exhaust. Instead of relying upon the heat of combustion, these solid oxide fuel cell systems rely on reforming of the fuel via combustion to generate syngas for electrochemical power generation. Procedures were developed to assess the combustion by-products under a wide range of conditions. While theoretical and computational procedures have been developed for assessing fuel-rich combustion exhaust in these applications, experimental techniques have also emerged. The experimental procedures often rely upon a gas chromatograph or mass spectrometer analysis of the flame and exhaust to assess the combustion process as a fuel reformer and means of heat generation. The experimental techniques developed in these areas have been applied anew for the development of the micro-tubular flame-assisted fuel cell. The protocol discussed in this work builds on past techniques to specify a procedure for characterizing fuel-rich combustion exhaust and developing a model fuel-rich combustion exhaust for use in flame-assisted fuel cell testing. The development of the procedure and its applications and limitations are discussed.

A protocol for creating a model fuel-rich combustion exhaust is developed through combustion characterization and is applied for micro-tubular flame-assisted fuel cell testing and research.

Pilhas de Combustível assistida por chama de combustão Caracterização e Modelo de Desenvolvimento Combustível para Micro-tubulares

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power ...

Using Tree-Rings to Reconstruct Fire History Information from Forested Areas

Annual tree-ring patterns are a source of ecological and environmental information including the history of fires in forested areas. Tree-ring based fire histories include three fundamental phases: field collection, laboratory methods (preparation and dating), and data analysis. Here we provide step-by-step instructions and issues to consider, including the process for selecting the study area, sampling sites, plus how and which fire-scarred trees to sample. In addition, we describe fire-scar sample preparation and dating which are done in the laboratory. Finally, we describe basic analysis and relevant results, including examples from studies that have reconstructed fire history patterns. These studies allow us to understand the historical fire frequency, changes in those frequencies related to anthropogenic factors, and analyzes of how climate influences fire occurrence over time. The description of these methods and techniques should provide a greater understanding of fire history studies that will benefit researchers, educators, technicians, and students interested in this field. These detailed methods will allow new researchers to this field, a resource to start their own work and achieve greater success. This resource will provide a greater integration of tree-ring aspects within other studies and lead to a better understanding of natural processes with forested ecosystems.

This work explains the most appropriate techniques and methods for conducting a fire history study from beginning site selection to final analysis of fire-climate relationship.

Annual tree-ring patterns are a source of ecological and environmental information including the history of fires in forested areas. Tree-ring based fire ...

Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is not well understood. The flow visualization technique is a promising non-intrusive method to illustrate the complex flow field spatially and temporally. A basic flow visualization setup consists of a high-powered laser and optic lenses to generate the laser sheet, a camera, a tracer particle generator, and a data processor. The wind tunnel setup, the specifications of devices involved, and the corresponding parameter settings are dependent on the flow features to be obtained.
Normal smoke wire flow visualization uses a smoke wire to demonstrate the flow streaklines. However, the performance of this method is limited by poor spatial resolution when it is conducted in a complex flow field. Therefore, an improved smoke flow visualization technique has been developed. This technique illustrates the large-scale global LEV flow field and the small-scale shear layer flow structure at the same time, providing a valuable reference for later detailed particle image velocimetry (PIV) measurement.
In this paper, the application of the improved smoke flow visualization and PIV measurement to study the unsteady flow phenomena over a delta wing is demonstrated. The procedure and cautions for conducting the experiment are listed, including wind tunnel setup, data acquisition, and data processing. The representative results show that these two flow visualization methods are effective techniques for investigating the three-dimensional flow field qualitatively and quantitatively.

Here, we present a protocol to observe unsteady vortical flows over a delta wing using a modified smoke flow visualization technique and investigate the mechanism responsible for the oscillations of the leading-edge vortex breakdown locations.

Investigação experimental da estrutura de fluxo ao longo de uma Asa Delta através de métodos de visualização de fluxo

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is ...

Queimadores de cortina de ar e biochar - Avançando na saúde florestal e na captura de carbono

Continuous In-woods Production of Biochar Using a Trailer-Mounted Air Curtain Burner

Fuel treatments and other forest restoration thinning practices aim to reduce wildfire risk while building forest resilience to drought, insects, and diseases and increasing aboveground carbon (C) sequestration. However, fuel treatments generate large amounts of unmerchantable woody biomass residues that are often burned in open piles, releasing significant quantities of greenhouse gases and particulates, and potentially damaging the soil beneath the pile. Air curtain burners offer a solution to mitigate these issues, helping to reduce smoke and particulates from burning operations, more fully burn biomass residues compared to pile burning, and eliminate the direct and intense fire contact that can harm soil beneath the slash pile. In an air curtain burner, burning takes place in a controlled environment. Smoke is contained and recirculated by the air curtain, and therefore burning can be conducted under a variety of climatic conditions (e.g.,&#160;wind, rain, snow), lengthening the burning season for disposal of slash material. The mobile pyrolysis unit that continuously creates biochar was specifically designed to dispose of residual woody biomass at log landings, green wood at landfills, or salvaged logged materials and create biochar in the process. This high-carbon biochar output can be used to enhance soil resilience by improving its chemical, physical, and biological properties and has potential applications in remediating contaminated soils, including those at abandoned mine sites. Here, we describe the general use of this equipment, appropriate siting, loading methods, quenching requirements, and lessons learned about operating this new technology.

Autor em destaque: Avançando na produção de biochar baseada no local para restauração de ecossistemas e saúde do solo

We describe the use of a place-based mobile pyrolysis unit equipped with an air curtain to continuously create biochar. The technology reduces the need for open slash pile burning, which results in lower emissions and fewer soil impacts. The protocol includes guidelines for site selection, loading, and quenching.

Produção contínua de biochar em madeira usando um queimador de cortina de ar montado em reboque

Fuel treatments and other forest restoration thinning practices aim to reduce wildfire risk while building forest resilience to drought, insects, and ...

Turbulence Sphere Method: Evaluating Wind Tunnel Flow Quality

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Wind tunnel tests are useful in the design of vehicles and structures that are subjected to airflow during their use. Wind tunnel data are generated by applying a controlled air flow to a model of the object being studied. The test model usually has a similar geometry but is a smaller scale compared to the full-sized object. To ensure accurate and useful data is collected during low speed wind tunnel tests, there must be a dynamic similarity of the Reynolds number between the tunnel flow field over the testing model and the actual flow field over the full-sized object.
In this demonstration, wind tunnel flow over a smooth sphere with well-defined flow characteristics will be analyzed. Because the sphere has well-defined flow characteristics, the turbulence factor for the wind tunnel, which correlates the effective Reynolds number to the test Reynolds number, can be determined, as well as the free-stream turbulence intensity of the wind tunnel.

Turbulence Measurements at Varying Air Speeds

Método da esfera de turbulência: avaliando a qualidade do fluxo do túnel de vento

Source: Jose Roberto Moreto and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA
Wind tunnel tests are useful ...

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Flow Visualization in a Water Tunnel: Observing the Leading-edge Vortex Over a Delta Wing

Source: Jose Roberto Moreto, Gustaaf Jacobs and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, California
The delta wing, shown in Figure 1D, is a popular design in high-speed airplanes due to its superb performance in transonic and supersonic flight regimes. This type of wing has a small aspect ratio and high sweep angle, which reduces drag at high subsonic, transonic and supersonic flight regimes. The aspect ratio is defined as the wing span divided by the average chord <img align="middle" src="/files/ftp_upload/10459/10459eq1a.jpg" />.
An important advantage of the delta wing is its high stall angle. The stall of a delta wing is delayed compared to the stall of a high aspect ratio wing. This is because the lift of a delta wing is enhanced by the leading-edge vortex over the wing.
An effective way to observe this vortex flow phenomenon and study the vortex breakdown in a delta wing is by visualizing the flow in a water tunnel. By injecting dye in the flow surrounding a model from dye ports on the leading-edge, the vortex development and breakdown can be observed and its position measured. The data can also be used to estimate the stall angle.
<img src="/files/ftp_upload/10459/10459fig1.jpg" />
Figure 1. Typical wing planform shapes: A) Rectangular, with constant chord along span, B) elliptical, C) tapered, with variable chord along the span, and D) delta wing, an aft-swept wing with zero taper ratio.

Flow in a Water Tunnel: Leading-edge Vortex over a Delta Wing

Visualização de fluxo em um túnel de água: observando o vórtice de ponta sobre uma asa delta

Source: Jose Roberto Moreto, Gustaaf Jacobs and Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, California
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