Khái niệm cơ bản cơ bản
Trong tất cả các vụ cháy, đặc biệt là cháy rừng, có 2 vấn đề lớn:
• Khoảng cách
• Thiếu nước
Le DÒNG QUAN TRỌNG (CFR): được xác định bằng lưu lượng nước tối thiểu cần thiết để dập tắt đủ đám cháy trong một khu vực nhất định.
Trong tương lai gần, chúng ta sẽ phải tìm ra giải pháp để giảm “dòng chảy quan trọng” càng nhiều càng tốt trong các vụ cháy rừng và để làm được điều này, chúng ta sẽ phải tìm ra các phương pháp chữa cháy giúp tiết kiệm lượng nước khan hiếm và bao phủ khoảng cách lớn với trọng lượng nhẹ hơn bao giờ hết và khối lượng thiết bị trong khung thời gian ngắn.
Trong những năm qua, các công nghệ mới đã được phát triển để cho phép can thiệp với ít nước nhất có thể tùy thuộc vào công suất chữa cháy cũng như trọng lượng và thể tích của thiết bị ngày càng thấp hơn. Thiết bị hiệu suất cao giờ đây có thể thay đổi khoảng cách trong thời gian ngắn hơn và ít trọng lượng hơn.
Nghiên cứu trường hợp vật lý đơn giản
Các nghiên cứu được thực hiện vào những năm 1930 bởi Đội cứu hỏa Paris.
Trường hợp bề mặt tiếp xúc của giọt nước:
Nếu một giọt nước có bán kính 1 mm được chia thành các giọt có bán kính 0,01 mm thì tổng bề mặt làm mát sẽ tăng từ 6 m lên 600 m và số lượng giọt sẽ là 1,9 nghìn tỷ giọt.
So sánh sự tuyệt chủng ở áp suất thấp (7 Bar) và áp suất cao (40 Bar) theo nghiên cứu “Svensson và Lundstrom” từ năm 1999.
KẾT LUẬN : Áp suất cao giúp tiết kiệm nước nhiều hơn, dòng chảy ít quan trọng hơn và sự ổn định trong việc cố định giọt nước vào nhiên liệu bằng hệ thống mao dẫn.
Để dập tắt 1000 m2 bề mặt, áp suất cao sử dụng lượng nước ít hơn 50% so với áp suất thấp.
Nguyên tắc chữa cháy hiệu quả bằng nước và/hoặc bọt áp suất cao
• Hiệu quả do tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt
Khả năng làm mát tăng lên theo chức năng của bề mặt trao đổi nhiệt của các giọt. Bằng cách tăng áp lực lên nước, nó được chia thành những giọt nhỏ hơn, nhưng điều này đòi hỏi phải tăng bề mặt tiếp xúc.
• Hiệu quả nhờ hấp thụ nhiệt
Việc dập tắt có thể được thực hiện bằng cách làm bay hơi nước để hấp thụ một lượng nhiệt lớn. Để quá trình chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái “hơi” được thực hiện, nước cần một lượng nhiệt tương đương 573 Kcal (2395 KJ).Các hệ thống truyền thống tạo ra những giọt nước tương đối nhỏ, có bề mặt làm mát nhỏ. Ở Trung Quốc, chỉ một phần nhỏ nước bị bay hơi và sử dụng để chữa cháy. Vì lý do này, cần phải có một lượng lớn nước để vượt quá giá trị tới hạn.
Nếu áp suất của chất chữa cháy tăng lên khiến giọt nước chỉ còn một nửa đường kính trước đó thì mức tiêu hao chất chữa cháy và thời gian chữa cháy sẽ giảm đi một nửa hoặc thậm chí tốc độ thấp hơn.
• Hiệu quả do ngạt thở
Xu hướng lan rộng trong quá trình hóa hơi là một đặc tính khác của nước cho phép nó tăng khả năng dập lửa. Vì vậy, ở 100°, một lít nước được chuyển thành 1700 lít hơi nước.
Đương nhiên, khi tăng nhiệt độ, lượng hơi nước tăng lên; trên thực tế, ở 260°, điều này xảy ra như sau: 1 lít nước biến thành 2400 lít hơi nước và 6500 lít (thành 4200 lít)
Nguyên lý mà hơi nước góp phần làm tắt quá trình cháy là làm ngạt.
Nước phân đoạn chiếm không gian xung quanh ngọn lửa, làm mất đi lượng oxy cần thiết cho quá trình đốt cháy và ngăn chặn sự tái hoạt động của nó.
Hơi nước ngưng tụ cũng giúp loại bỏ một phần khí và khói trong quá trình đốt cháy trong cơ sở khép kín. (So sánh nước ở áp suất 100 bar với nước ở áp suất 40 bar, ở 100 bar, màn sương nước được tạo ra lớn gấp 3 lần so với ở áp suất 40 bar và có mức tiêu thụ tương tự.
• Hiệu quả theo tác động
Việc dập tắt có thể được thực hiện bằng cách làm bay hơi nước, cho phép hấp thụ một lượng nhiệt lớn. Để thực hiện được giai đoạn từ trạng thái lỏng sang trạng thái “hơi”, nước cần một lượng nhiệt tương đương 573 Kcal (2395 KJ).
Các hệ thống truyền thống tạo ra những giọt nước tương đối lớn với bề mặt làm mát nhỏ. Ở Trung Quốc, chỉ một phần nhỏ nước bị bay hơi và sử dụng để chữa cháy. Vì lý do này, cần phải có một lượng lớn nước để vượt quá giá trị tới hạn.
Nếu áp suất của chất chữa cháy tăng lên khiến giọt nước chỉ còn một nửa đường kính trước đó thì mức tiêu hao chất chữa cháy và thời gian chữa cháy sẽ giảm đi một nửa hoặc thậm chí tốc độ thấp hơn.