Beyond “fire temperatures”: calibrating thermocouple probes and modeling their response to surface fires in hardwood fuels

摘要

The maximum temperatures of thermocouples, temperature-sensitive paints, and calorimeters exposed to flamesnin wildland fires are often called ‘‘fire temperatures’’ but are determined as much by the properties and deployment of thenmeasurement devices as by the fires themselves. Rather than report device temperatures that are not generally comparablenamong studies, we show that maximum and time-integrated temperatures of relatively thick (4.8 mm diameter) type-Knthermocouple probes (TCPs) can be calibrated to estimate fuel consumption and fire line intensity in surface fires.nAlthough reporting standard fire characteristics is an improvement over reporting device temperatures, TCPs are not idealninstruments for monitoring surface fires, because they provide only point estimates of fire behavior and must be calibratednfor different fire environments, TCP characteristics, and deployments. To illustrate how TCPs respond to fires and to pointnthe way towards a more general calibration method, we report results from a numerical model that accurately simulatednTCP response to a spreading surface fire.%La tempe´rature maximale des thermocouples, des peintures thermosensibles et des calorime`tres expose´s auxnflammes produites par les feux de foreˆt est souvent appele´e « tempe´rature du feu » mais elle est de´termine´e aussi bien parnles proprie´te´s et la fac¸on dont sont utilise´s ces appareils de mesure que par les feux eux-meˆmes. Plutoˆt que de rapporter lantempe´rature mesure´e par des appareils, laquelle n’est ge´ne´ralement pas comparable d’une e´tude a` l’autre, nous montronsnque la tempe´rature maximale et la tempe´rature inte´gre´e dans le temps des sondes relativement e´paisses (4,8 mm de diame`ntre) des thermocouples de type K (STCs) peuvent eˆtre calibre´es pour estimer la consommation de combustibles et l’intensiten´ de la ligne de feu dans le cas des feux de surface. Bien que le fait de rapporter des caracte´ristiques standards dunfeu plutoˆt que la tempe´rature mesure´e par des appareils constitue une ame´lioration, les STCs ne sont pas les instrumentsnide´aux pour assurer le suivi des feux de surface parce qu’ils fournissent seulement des estimations ponctuelles du comportementndu feu et qu’ils doivent eˆtre calibre´s pour diffe´rents environnements, diffe´rentes caracte´ristiques des STCs etndiffe´rentes fac¸ons de les utiliser. Pour illustrer comment les STCs re´agissent aux feux et ouvrir la voie vers une me´thodende calibration plus ge´ne´rale, nous rapportons les re´sultats d’un mode`le nume´rique qui simule avec exactitude la re´actionndes STCs a` un feu de surface qui se propage.