熱輻射(she)是(shi)造(zao)成(cheng)森(sen)林火災(zai)蔓(man)延以及對流和傳(chuan)導的(de)三種(zhong)熱傳(chuan)遞類型之一。在(zai)大多數(shu)森(sen)林火災(zai)模型中，已經考慮了通過(guo)輻射(she)的(de)熱傳(chuan)遞來(lai)預測傳(chuan)播。在(zai)沒(mei)有(you)風的(de)情況下(xia)，火焰(yan)前鋒在(zai)均勻的(de)水平燃料床中傳(chuan)播是(shi)主要的(de)機(ji)制。

在森林火(huo)災傳播的(de)(de)(de)完整理論模型(xing)中，與火(huo)焰(yan)相關的(de)(de)(de)消光系數(shu)和(he)輻(fu)(fu)射(she)(she)強度是(shi)解決輻(fu)(fu)射(she)(she)傳遞(di)方程的(de)(de)(de)必(bi)要參數(shu)。但是(shi)，在簡化(hua)的(de)(de)(de)理論模型(xing)中，火(huo)焰(yan)發(fa)射(she)(she)率是(shi)必(bi)需的(de)(de)(de)參數(shu)。通(tong)常根據火(huo)焰(yan)溫度和(he)發(fa)射(she)(she)率，并(bing)考慮火(huo)焰(yan)與火(huo)焰(yan)前沿之前的(de)(de)(de)燃料之間(jian)的(de)(de)(de)視線(xian)因數(shu)，來計算輻(fu)(fu)射(she)(she)的(de)(de)(de)熱傳遞(di)。火(huo)焰(yan)溫度和(he)發(fa)射(she)(she)率無(wu)法輕易通(tong)過實(shi)驗進行評估，因為森林大(da)火(huo)期間(jian)產(chan)生的(de)(de)(de)火(huo)焰(yan)是(shi)異質(zhi)且湍流的(de)(de)(de)。

圖為林木燃燒

一些研究已經使用各種方法來測量森林火災火焰的發射率。近年來，在與森林火災相關的應用中，紅外熱像儀的(de)使用(yong)(yong)(yong)有所增加。紅(hong)外系統的(de)行(xing)為(wei)類似(si)于由二(er)維傳感(gan)器陣列形成的(de)熱通量(liang)換能器，并且可以通過指定環境溫(wen)度(du)，相對(dui)濕度(du)，距(ju)離和所觀察對(dui)象(xiang)的(de)發射(she)率(lv)，將傳感(gan)器的(de)信號轉(zhuan)換為(wei)溫(wen)度(du)。因(yin)此(ci)，使用(yong)(yong)(yong)紅(hong)外熱像儀進(jin)行(xing)定量(liang)熱測(ce)量(liang)需要對(dui)研究對(dui)象(xiang)（即森林火(huo)災應用(yong)(yong)(yong)中的(de)火(huo)焰(yan)或(huo)燃燒的(de)燃料(liao)床）的(de)發射(she)率(lv)進(jin)行(xing)良好的(de)估算(suan)。利用(yong)(yong)(yong)了紅(hong)外熱像儀的(de)空間分辨(bian)率(lv)來計算(suan)森林燃料(liao)火(huo)焰(yan)的(de)發射(she)率(lv)。

火(huo)焰發射(she)(she)率的(de)概(gai)念(nian)通常用(yong)于(yu)(yu)解決森林(lin)火(huo)災傳(chuan)播(bo)過程中的(de)輻射(she)(she)傳(chuan)熱問題。為了表征火(huo)焰的(de)發射(she)(she)，由(you)于(yu)(yu)火(huo)焰的(de)發射(she)(she)是由(you)變化的(de)半(ban)透明體積產生的(de)，因(yin)此必須(xu)做出一種等(deng)效的(de)介質假(jia)設。

圖為紅外熱成像

此處(chu)獲(huo)(huo)得(de)的(de)(de)(de)發射(she)率(lv)值(zhi)與(yu)火焰(yan)厚(hou)度(du)呈(cheng)指數(shu)關系。獲(huo)(huo)得(de)了兩種(zhong)(zhong)不同的(de)(de)(de)消(xiao)光系數(shu)：方(fang)(fang)法(fa)1的(de)(de)(de)消(xiao)光系數(shu)為(wei)(wei)0.48，方(fang)(fang)法(fa)2的(de)(de)(de)消(xiao)光系數(shu)為(wei)(wei)0.72。火焰(yan)的(de)(de)(de)發射(she)率(lv)不受濃度(du)為(wei)(wei)每(mei)千(qian)克燃(ran)料0.75升稀釋液(ye)的(de)(de)(de)長(chang)期阻(zu)燃(ran)產品的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。應用(yong)兩種(zhong)(zhong)不同的(de)(de)(de)基于紅(hong)外熱成(cheng)像(xiang)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)來計(ji)算火焰(yan)發射(she)率(lv)。準(zhun)備了9個直徑為(wei)(wei)0.3–2.5 m的(de)(de)(de)圓形燃(ran)料床，它(ta)們是(shi)地中海常見的(de)(de)(de)物種(zhong)(zhong)，并作為(wei)(wei)固定火燃(ran)燒。紅(hong)外熱像(xiang)儀兩種(zhong)(zhong)方(fang)(fang)法(fa)均(jun)觀察(cha)到火焰(yan)發射(she)率(lv)與(yu)火焰(yan)厚(hou)度(du)之(zhi)間的(de)(de)(de)指數(shu)相(xiang)關性。根據(ju)這項(xiang)研究的(de)(de)(de)結果，只有厚(hou)于3.2 m的(de)(de)(de)火焰(yan)才具有接近黑體（0.9）的(de)(de)(de)發射(she)率(lv)，并且相(xiang)關的(de)(de)(de)消(xiao)光系數(shu)為(wei)(wei)0.72。

參考文獻

2010. A` gueda, E. Pastor, Y. Pe′rez, E. Planas. Experimental study of the emissivity of flames resulting from the combustion of forest fuels. International Journal of Thermal Sciences. 2010.