Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khả năng thực hiện của phương pháp đo tốc độ hình ảnh hạt trong các thí nghiệm lan rộng lửa thực vật
Tóm tắt
Nghiên cứu này là một phần trong nỗ lực đang diễn ra để cải thiện sự hiểu biết về các cơ chế kiểm soát sự lan rộng của lửa, tập trung vào dòng chảy hỗn loạn bị biến đổi bởi mặt lửa. Một hệ thống PIV quy mô lớn đã được sử dụng để đo trường dòng chảy bên trong và xung quanh mặt lửa lan rộng trên một lớp nhiên liệu trong môi trường mở. Nhiên liệu thực vật bao gồm một lớp excelsior dài 10 mét và rộng 5 mét (tải nhiêu liệu 1 kg/m²) dẫn đến chiều cao gần 1,5 mét của mặt lửa. Trường vận tốc đã được nghiên cứu trong một khu vực đo có chiều cao khoảng 1,5 mét và dài 2 mét. Trong cấu hình như vậy, một nguồn laser 450 mJ đã được sử dụng để tạo ra tờ ánh sáng, và dòng chảy đã được hạt giống bằng các hạt oxit zirconium (ZrO2). Các phép đo PIV trong sự hiện diện của lửa đã được cải thiện nhờ sử dụng màn trập tinh thể lỏng trước camera PIV, cho phép thời gian phơi sáng rất ngắn và loại bỏ vết lửa trong các bức ảnh tomographic. Mặc dù có sự biến đổi của các điều kiện bên ngoài, dẫn đến việc khó khăn trong việc tạo hạt trong toàn bộ khu vực PIV, nghiên cứu hiện tại cho thấy tính khả thi của phương pháp quang học hình dung chất lỏng trong thực địa. Các phép đo của các trường vận tốc cho thấy một số đặc điểm của động học của cột lửa. Nghiên cứu sơ bộ này chứng minh tính khả thi của phương pháp trong môi trường mở, nhưng cần phải có những nỗ lực mạnh mẽ để cải thiện việc tạo hạt của dòng chảy.
Từ khóa
#Phương pháp đo tốc độ hình ảnh hạt #lan rộng lửa thực vật #dòng chảy hỗn loạn #PIV #động học của cột lửaTài liệu tham khảo
Bryant RA (2009) Application of Stereoscopic PIV to measure the flow of air into an enclosure containing a fire. Exp Fluids 47:295–308
Butler BW, Cohen J, Latham DJ, Schuette RD, Sopko P, Shannon KS, Jiminez D, Bradshaw LS (2004) Measurement of radiant emissive power and temperatures in crown fires. Can J For Res 34:1577–1587
Dold JW, Zinoviev A (2009) Fire eruption through intensity and spread rate interaction mediated by flow attachment. Combust Theory Model 13:763–793
Linn R, Cunningham P (2005) Numerical simulations of grass fires using a coupled atmosphere–fire model: basic fire behaviour and dependence on wind speed. J Geo Res 110:1–19
Mell W, Jenkins MA, Gould J, Cheney P (2007) A physics based approach to modelling grassland fires. Int J Wildland Fire 16:1–22
Morandini F, Silvani X (2010) Experimental investigation of the physical mechanisms governing the spread of wildfires. Int J Wildland Fire 19:570–582
Morandini F, Silvani X, Rossi L, Santoni PA, Simeoni A, Balbi JH, Rossi JL, Marcelli T (2006) Fire spread experiment across Mediterranean shrub: influence of wind on flame front properties. Fire Saf J 41:229–235
Morvan D, Meradji S, Accary G (2009) Physical modelling of fire spread in grasslands. Fire Saf J 44:50–61
Pagni PJ, Peterson TG (1973) Flame spread through porous fuels. Proc Comb Inst 14:1099–1107
Porterie B, Consalvi JL, Kaiss A, Loraud JC (2005) Predicting wildland fire behavior and emissions using a fine–scale physical model. Num Heat Trans Part A: Appl 47:571–591
Silvani X, Morandini F (2009) Fire spread experiments in the field: temperature and heat flux measurements. Fire Saf J 44:279–285
Sullivan AL (2010) Convective Froude number and Byram’s energy criterion of Australian experimental grassland fires. Proc Comb Inst 31:2557–2564
Susset A, Most JM, Honoré D (2006) A novel architecture for a super-resolution PIV algorithm developed for the improvement of the resolution of large velocity gradient measurements. Exp Fluids 40:70–79
Tieszen SR, O’Hern TJ, Schefer RW, Weckman EJ, Blanchat TK (2002) Experimental study of the flow field in and around a one meter diameter methane fire. Combust Flame 129:378–391
Viegas DX et al (2011) Eruptive behaviour of forest fires. Fire Technol 47:303–320
Zhou XC, Gore JP, Baum HR (1996) Measurements and prediction of air entrainment rates of pool fires. Proc Comb Inst 26:1453–1459