Chaparral Crown yangınlar çalışmaya Rüzgar tüneli deneyler

2016 yılında, Kaliforniya Eyaleti 564,835 dönüm¹, maliyetlendirme milyonlarca dolar zarar, tüketen ve yüzlerce kişi sağlık riske 6,986 wildland yangınlar, toplam deneyimli. Bölgesel Akdeniz iklimi nedeniyle bir büyük yakıt kaynağı bu yangınlar için chaparral bitki toplulukları²vardır. Yükseltilmiş³ana yakıt yakar bu yana chaparral içinde yayılmış yangın bir taç yangın düşünülebilir. Ağırlıklı olarak canlı taç katmanla birlikte mevcut, döküm yapraklar, dallar ve altında ve bireysel çalılar arasında yetişen otsu bitkiler oluşur ölü yüzey yakıt katmanı var. Yangın daha kolay ölü yüzey yakıt katmanda başlatacaktır. Yüzey yangın tutuşturan bir kez ateş nerede enerji ateşin yanında önemli ölçüde artırır taç katmana geçiş. Chaparral yangınlar genellikle derin yüzey yakıtlar⁴‘ te yayılan bir ateş gibi modellenmiş iken, taç yangınları gibi chaparral yangınların sınırlı çalışma olmuştur.

Chaparral bitki örtüsü parçacık şekil, dahil, taç özellikleri çoğu araştırma oluştuğu boreal iğne yapraklı orman farklı. Birçok laboratuvar ve alan ölçeği çalışma çeşitli yönlerini orman yangını dynamics^{6,5,7,3,8,9,10 araştırdık ,11,12}. Laboratuvar deneyleri bölge içinde çeşitli çalışmalarda Rüzgar gibi parametreleri etkisi inceledik ve chaparral taç yakıt özellikleri davranış yangın. Taç Lozano incelendiğinde⁷ özellikleri başlatma iki ayrı taç yakıt yatak huzurunda ateş. Tachajapong vd. ³, ayrık yüzey ve taç katmanları bir rüzgar tüneli içinde yakıldı ve yüzey ateş ile karakterizedir. Tek taç yangın başlatma tam olarak gelecekte yapılacak çalışmalar için spread tam analizi bırakarak tanımlanmıştır. Li vd. ¹¹ bir alev yayılma üzerinde olsa da tek chaparral çalılar bildirdi. İlgili çalışma, Cruz vd. ^{10 , 9} Yayilim yüzey yangın yukarıda iğne yapraklı bitki örtüsü ateşleme tahmin etmek için bir model geliştirdi. Chaparral yakıtların yanma özellikleri toplu yakıtlar deneysel çalışmalarda incelemiş bulunuyoruz ve^13,14,15,16kişi bırakır. Dupuy vd. ¹³ silindirik sepetleri yakıtlar yakarak yanma özellikleri Pinus pinaster iğne ve excelsior okudu. Onlar bu Bu yakıtlar içinde gözlenen, alev yükseklik ısı yayın oranı beşte güç hukuk yoluyla olarak daha önce edebiyat^17,18içinde rapor ile ilgili. Güneş vd. ¹⁴ Yakılan chaparral yakıtlar üç chaparral yakıtların yanma özellikleri analiz benzer silindirik sepetler içinde: chamise (Adenostoma fasciculatum), ceanothus (Ceanothus crassifolius) ve manzanita ( Arctostaphylos glandulosa).

Yukarıda belirtilen laboratuar çalışmaları sonuçlarından tarafından motive, buradaki amacımız yüzey ve çalı taç katmanları formada karakterize etmek için bir metodoloji sunmaktır. Ayrıca, bazı yüzey-taç katman etkileşimi derecesini dikte temel özelliklerini açıklamak hedefliyoruz. Bu amaç için bir yükseltilmiş çalı yakıt yayılan yangın bir wildland yüzey yakıt yanan bir ateş dikey geçiş çalışmaya bir deneysel laboratuvar yöntemi geliştirdi. Bu tür yangınları çeviri taçlandıran olarak bilinen çalı taç için ateşten doğru şartlar altında sürekli yayılan tarafından takip edilebilir. Genel olarak, chaparral yangın davranış topografya, hava ve yakıt¹⁹tarafından dikte edilir. Rüzgar enerji yayın hızı yakıtlar^5,3,8,20etkiler gösterilmiştir.

Yangın gözenekli yakıtlar içinde yayılmış bir dizi geçiş veya başarılı²¹olmak çarpı işareti gerekir eşikleri olarak görüntülenebilir. Aldığı ısı miktarı başarıyla oksijen ile reaksiyona gaz karışımı sonuçlanırsa enerjik, yakıt parçacık başlatmıştır. Eğer bir bitişik yakıt parçacık yanan parçacık sıcaktan tutuşturan ortaya çıkan alev yayılır. Yanıcı yakıt elementleri boşluklar geçmek mümkün ise yangın yere yayılır. Yüzey ateşin alevi dikey olarak taç çalılar ve ağaçlar yaymak mümkün ise, yangın davranış, artan ısı yayın fiyatlar, dahil olmak üzere önemli bir değişiklik yakıt bir daha fazla kullanılabilirlik nedeniyle sık sık görülmektedir. Wildland yangınlar termal enerji dinamiklerini çok büyük ölçekli birkaç ölçekten kapsayacak, böyle mega-yangınları genellikle gerektirir küçük için klimatoloji modelleme gerektiren kimyasal ölçekli Kinetik modelleme ölçek. Burada, laboratuvar Rüzgar tüneli ölçek davranış modelleme ile başa çıkmak; kimyasal ölçek selüloz yanma çalışmaları için okuyucu Sullivan vd gibi çalışır denir ²²

2001 yılından bu yana, biz bazı laboratuvar ölçekli enerji eşikleri^{23,8,24,25,26,} inceleyerek deneyler çeşitli yapılan ²⁷, canlı yakıtlar chaparral ile ilişkili bir vurgu ile. Açık havada ateş ölçümleri daha gerçekçi sonuçlar sağlarken, Rüzgar tüneli kontrollü ortamda çeşitli parametreler etkisini tarif için izin verir. Rüzgar, kontrol örneğin, özellikle Güney Kaliforniya fön türü rüzgarlar, Santa Ana rüzgarları bilinen yangın olayların tipik sürücüleri nerede gibi bölgelerde meydana gelen chaparral taç yangınlar için önemlidir. Çünkü burada açıklanan yöntemi için büyük bir motivasyon aracı Rüzgar etkisini incelemektir ve chaparral kontrollü diğer parametrelere yayılan yangın, bu çalışmada laboratuvar ölçekli Rüzgar tünelinde gerçekleştirildi. Okuyucu çalışmaya Silvani vd tarafından yönlendirilir ²⁸ chaparral sıcaklığında alan ölçümleri için burada sunulan benzeyen ateşler. Etkisi için saha ölçümleri yangın formadaki rüzgarın lütfen bkz: Morandi vd. ²⁹

Chaparral yakıtlar içinde yayılması etkileyen çeşitli parametreler deneysel olarak olasılığını miktarının tarafından analiz edilmiştirAteşten başarı yüksek yakıt yataklar⁸yayıldı. Deneysel çalışmada bir metodoloji içerir yüzey yakıtlar ve taç yakıtlar düşük hızlı Rüzgar tüneli test bölümü içinde modelleyerek yaymak chaparral taç yangın eğitim için geliştirilmiştir. Yüzey yakıt excelsior (kurutulmuş rendelenmiş ağaç) ile modellenmiştir. Yüzey yakıt yatak Rüzgar tüneli geçit üzerinde standart bir ölçek yerleştirilir (bkz. şekil 1). Taç yakıt yatak temsil eden, bir yakıt yatak chamise ile yüzey yakıt yatağa yakıt Rüzgar tüneli karede monte bir platformdan askıya tarafından yerleştirilmiştir (bkz. şekil 1). Her iki yakıt yataklar sıcaklık ve kayıplarının ölçümleri için Enstrümante; alev geometri deneyler video kayıtları elde edilir. Ölçülen parametreler kayıplarının oranı, yakıt nem oranı ve havanın bağıl nem içerir. Parametreleri kontrol edildi Rüzgar varlığı, yüzey yakıt ve taç yakıt yatak, arasındaki mesafe ve yüzey yakıt varlığı. Ölçülen kayıplarının oranı olarak tanımlanır ısı yayın oranını hesaplamak için kullanılabilir:

h yakıt yanma, m ısı Yakıt kütlesi ve t zaman olduğu yerde.

Şekil 1: Rüzgar tüneli deneysel Kur. Taç yakıt yatak, yüzey yakıt yatak ve tünel fan konumları kolaylık sağlamak için etiketlendi. Yüzey yakıt yatak Rüzgar tüneli geçit üzerinde standart bir ölçek üzerinde yer alıyor. Taç yakıt yatak temsil eden, bir yakıt yatak chamise ile yakıt Rüzgar tüneli karede monte bir platformdan askıya tarafından yüzey yakıt yatağın yerleştirildi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Deneyler chaparral taç yangınlar, özellikle ateşleme, alev yayılma ve yaymak, alev açık hızları ve yakıt tüketim oranları mekanizmaları davranışını anlamak üzerinde odaklanmıştır. Yüzey yangın ve taç yangın arasındaki etkileşimi çalışmaya, yüzey ve taç yakıt yatak ile ve uygulamalı Rüzgar akışı, olmadan altı yapılandırmaları Yakılan Rüzgar tünelinde: taç yakıt sadece ve Rüzgar (2) olmadan taç ve yüzey tarafından ayrılmış yakıt yataklar iki mesafeler ve Rüzgar (4) olmadan. Tablo 1 6 deneysel sınıflar ile deneysel yapılandırmaları özetler. Tabloda, yüzey yakıt yatak parametresi yüzey yakıt deneme sırasında yer aldı, Rüzgar parametresi Rüzgar varlığı gösterir ve taç yüksekliği taç yakıt yatağın alt ve alt yüzeyi arasındaki uzaklığı gösterir olup olmadığını gösterir yakıt yatak. Yakıt nem her deneme için ölçülür ama kontrol edilmez, ortalama yakıt nem oranı % 48, minimum ve maksimum değerleri sırasıyla 18 %68, idi iken.

Tablo 1: deneme yapılandırmaları. Burada yüzey yakıt yatak parametresi yüzey yakıt deneme sırasında yer aldı, Rüzgar parametresi Rüzgar varlığı gösterir ve taç yüksekliği taç yakıt yatağın alt yüzey yakıt yatağın alt arasındaki uzaklığı gösterir olup olmadığını gösterir.

Elektronik bir ölçek yüzey yakıt ölçülen kütle ve biz taç katmanı için bir özel kayıplarının sistemi geliştirdi. Sistem askıya alınan yakıt yatağın her köşesine doğru bağlı bireysel yük hücreleri oluşuyordu. Tüketici sınıf video kameralar görsel alevler kaydedildi; görüntü işleme görsel verileri özel bir komut dosyası kullanarak yükseklik ve açı dahil olmak üzere alev özellikleri oluşturulur. Bir program video kareleri RGB (kırmızı/yeşil/mavi) siyah ve beyaz ışık şiddeti eşik sürecinde kod dönüştürmek için geliştirilmiştir. Alev kenarına siyah ve beyaz video kareleri elde edildi. En fazla alev yükseklik alev kenar en yüksek noktası olarak tanımlanmıştır, anlık alev yükseklikleri de elde. Görüntüde, alev yükseklik yakıt yatak tabanından alev maksimum dikey noktasına ölçülmüştür. Bu iletişim kuralı için tasarlanmış aleti denetim arabirimi yanı sıra tüm işlem kodları onların yazılım erişim sitesi aracılığıyla yazarlar tarafından yapılmış. Yerel olarak canlı yakıt hasat ve deneysel burns 24 h içinde yürütülmesi nem kaybı en aza indirilmiştir. Isıl dizi yakıt yatak sıcaklık spread oranı hesaplama etkinleştirme Rüzgar stream-wise yönde kaydetti. Şekil 1 bir diyagram yakıt yatak Kur’un ısıl düzenleme ile birlikte gösterir. Deneysel protokol ayrıntılarını izleyin.