Experimental investigation of smouldering in biomass

The smouldering process of wood logs was studied experimentally in a laboratory facility and in prescribed forest bums. The main goal was to check the parameters that initiate and control the stability of the smouldering process. To do so, sample temperatures at five different locations and concentrations of CO, CO2 and O-2 were measured and discussed. By varying the temperature and air supply of the flow tunnel apparatus, different rates of smoulder propagation were identified. In prescribed bums, the main characteristics of the self-sustained smouldering combustion front in logs of different sizes and species are reported. The average smouldering speed in the field is about one order of magnitude lower than that reported for different materials in laboratory experiments. (C) 2002 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Uma contribuição experimental aos fundamentos da propagação de uma frente de combustão em meio poroso

A propagação de uma frente de combustão ocorre numa variedade de situações e para diferentes propósitos industriais. O desempenho desses processos precisa melhorar e ao mesmo tempo reduzir os níveis de emissões para atender às normas de emissões internacionais. Para isso é necessário um certo grau de conhecimento tanto do processo como dos fenômenos da combustão. Em todos as situações envolvendo a combustão, a propagação é iniciada por uma fonte de calor e, após a ignição do combustível, a frente de combustão alcança o combustível adjacente. Estudos anteriores mostraram a ignição e propagação de uma frente de combustão como um fenômeno complexo que depende de processos químicos, térmicos e físicos. O presente trabalho abordou os desafios encontrados durante uma abordagem empírica para análise da propagação de uma frente de combustão em leito fixo. A partir da utilização de combustíveis simulados foram analisados: a influência da composição do combustível no comportamento da ignição do mesmo, as características da propagação da frente de combustão (regime de combustão, retração do leito e estrutura da frente) e a influência da ignição do combustível na propagação da frente de combustão. Foi possível realizar um mapeamento, para diferentes composições, do comportamento da ignição de combustíveis sólidos. A partir dos resultados de propagação da frente verificou-se que ocorrem basicamente três estágios de combustão no leito: ignição, propagação e oxidação do carbono fixo remanescente. Através das análises de gás notou-se a existência de dois regimes de combustão no leito: limitada pela reação e limitada pelo oxigênio. Foi obtido que em leitos com alta porcentagem de material inerte, onde há maior estabilidade, há uma maior influência da ignição na frente de combustão. Assim, mostrou-se como esses conhecimentos são úteis em diversas aplicações e processos industriais.

Análise teórica e experimental sobre incandescência em espécimes de madeira

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Atmospheric PM and volatile organic compounds released from Mediterranean shrubland wildfires

Wildfires produce a significant release of gases and particles affecting climate and air quality. In the Mediterranean region, shrublands significantly contribute to burned areas and may show specific emission profiles. Our objective was to depict and quantify the primary-derived aerosols and precursors of secondary particulate species released during shrubland experimental fires, in which fire-line intensity values were equivalent to those of moderate shrubland wildfires, by using a number of different methodologies for the characterization of organic and inorganic compounds in both gas-phase and particulate-phase. Emissions of PM mass, particle number concentrations and organic and inorganic PMx components during flaming and smouldering phases were characterized in a field shrubland fire experiment. Our results revealed a clear prevalence of K+ and SO42- as inorganic ions released during the flaming-smouldering processes, accounting for 68 to 80% of the inorganic soluble fraction. During the residual-smouldering phases, in addition to K+ and SO42-, Ca2+ was found in significant amounts probably due the predominance of re-suspension processes (ashes and soil dust) over other emission sources during this stage. Concerning organic markers, the chromatograms were dominated by phenols, n-alkanals and n-alkanones, as well as by alcohol biomarkers in all the PMx fractions investigated. Levoglucosan was the most abundant degradation compound with maximum emission factors between 182 and 261 mg kg-1 in PM2.5 and PM10 respectively. However, levoglucosan was also observed in significant amounts in the gas-phase. The most representative organic volatile constituents in the smoke samples were alcohols, carbonyls, acids, monocyclic and bicyclic arenes, isoprenoids and alkanes compounds. The emission factors obtained in this study may contribute to the validation and improvement of national and international emission inventories of this intricate and diffuse emission source.