Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp pTNT Tr-ờng đại học lâm nghiệp - VŨ VĂN TUÂN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HÚT, PHUN ĐẤT CÁT VÀ KHƠNG KHÍ TRÊN XE CHA CHY RNG A NNG Luận văn thạc sỹ khoa học Kỹ thuật H NI, 2010 Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp pTNT Tr-ờng đại học l©m nghiƯp - VŨ VĂN TUÂN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HÚT, PHUN ĐẤT CÁT VÀ KHƠNG KHÍ TRÊN XE CHỮA CHY RNG A NNG Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa Nông - Lâm nghiệp MÃ sè: 60.52.14 Ng-êi h-íng dÉn khoa häc TS DƯƠNG VĂN TÀI HÀ NỘI, 2010 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Rừng phổi xanh toàn nhân loại, nơi dự trữ sinh yếu tố định đến tồn tại, phát triển sống trái đất Ở Việt Nam có khoảng 10 triệu rừng, có khoảng gần triệu rừng đặc dụng, rừng phòng hộ khoảng triệu rừng trồng Hàng năm rừng cung cấp khối lượng lớn lâm sản cho ngành kinh tế quốc dân Một tác dụng to lớn khác rừng điều hịa khí hậu, chống lũ qt, sói mịn đất, giữ nước cho hồ thủy điện, hạn chế biến đổi khí hậu tồn cầu Nhưng diện tích rừng nước ta giới ngày bị suy giảm nghiêm trọng, nguyên nhân gây rừng nạn cháy rừng hàng năm Theo thống kê cục kiểm lâm, hàng năm Việt Nam có hàng trăm vụ cháy rừng, thiêu hủy hàng nghìn rừng, gây thiệt hại hàng nghìn tỷ đồng Nhận thức tác hại cháy rừng gây ra, phủ cấp ngành, địa phương đầu tư nhiều trang thiết bị, giải pháp nhằm hạn chế thấp diện tích rừng bị cháy Song việc chữa cháy rừng chủ yếu biện pháp thủ công như: dùng cành lá, vỉ dập lửa, cào, từ suất hiệu dập lửa thấp, tốn nhiều công sức Một số đơn vị sử dụng thiết bị chữa cháy, hiệu chữa cháy thấp, khơng phù hợp với địa hình Việt Nam Năm 2008 Bộ Khoa học Công nghệ giao cho Trường Đại học Lâm Nghiệp chủ trì đề tài trọng điểm cấp nhà nước: “Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng”, mã số KC07.13/06-10 Kết nghiên cứu đề tài thiết kế, chế tạo khảo nghiệm xe chữa cháy rừng đa với công nghệ sử dụng đất cát chỗ để phun vào đám cháy, dập tắt đám cháy Trong nguyên lý cắt đất, hút đất, phun đất để dập tắt đám cháy sử dụng xe chữa cháy rừng đa nguyên lý lần sử dụng Việt Nam Trong kết nghiên cứu đề tài cấp nhà nước tập chung giải khâu thiết kế, chế tạo khảo nghiệm mà chưa tập trung nghiên cứu sâu ngun lý, tính tốn tối ưu thơng số hệ thống Để có sở lý thuyết cho việc hoàn thiện hệ thống cắt đất, hút đất, phun đất xe chữa cháy rừng đa cần phải nghiên cứu sâu nguyên lý, thơng số động lực học để từ xác định thông số tối ưu hệ thống Với lý trình bày trên, tơi đến chọn thực đề tài: “Nghiên cứu hệ thống hút, phun đất cát khơng khí xe chữa cháy rừng đa năng” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xây dựng sở lý thuyết tính tốn hệ thống hút, phun đất cát khơng khí để dập tắt đám cháy rừng, đồng thời xác định thơng số tối ưu hệ thống xe chữa cháy rừng đa Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống cắt đất, hút đất, phun đất xe chữa cháy rừng đa năng, vấn đề rộng cần có thời gian dài Trong phạm vi đề tài tập trung nghiên cứu: - Nghiên cứu phần nguyên lý hoạt động hệ thống cắt, hút, phun đất cát khơng khí; khơng nghiên cứu phần dao động, dung động hệ thống - Thiết bị nghiên cứu đề tài hệ thống cắt đất, hút đất, phun đất khơng khí xe chữa cháy rừng đa mà đề tài cấp nhà nước KC07.13/06-10 thiết kế chế tạo, không nghiên cứu tất phương án cắt, hút, phun đất cát khơng khí khác Nội dung nghiên cứu đề tài Với phạm vi nghiên cứu trình bày phần trên, để đạt mục tiêu đề tài đặt ra, luận văn giải vấn đề sau: 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Nội dung nghiên cứu lý thuyết cần giải vấn đề sau: - Xây dựng mơ hình tính tốn hệ thống cắt đất, hút đất, phun đất để chữa cháy rừng; - Thiết lập cơng thức tính tốn hệ thống cắt đất; - Thiết lập cơng thức tính tốn hệ thống hút đất, thùng chứa đất hệ thống phân phối đất; - Thiết lập cơng thức tính tốn hệ thống phun đất; - Tính tốn bơm khí để hút phun đất; - Xác định công suất cần thiết hệ thống làm sở để lựa chọn nguồn động lực 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm để kiểm nghiệm kết tính tốn theo lý thuyết, xác định lưu lượng, áp lực vận tốc khơng khí hệ thống cắt đất, hút đất, phun đất Do nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm vấn đề sau: - Xác định khối lượng đất cát hệ thống cắt đất; - Xác định lưu lượng khơng khí hệ thống hút phun đất; - Xác định vận tốc khơng khí hệ thống hút phun đất; - Xác định áp lực hệ thống hút phun đất; - Xác định vận tốc cắt đất, vận tốc bơm khí; - Xác định thơng số hợp lý hệ thống hút đất, phun đất Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình cháy rừng Việt Nam giới 1.1.1 Tình hình cháy rừng Việt Nam Theo tài liệu Maurand trước năm 1945, Việt Nam có 14 triệu rừng chiếm 42% diện tích tự nhiên nước, năm 1975 diện tích rừng cịn 9,5 triệu (chiếm 29% diện tích tự nhiên), năm 1985 7,8 triệu (23,6%) đến năm 1989 6, triệu (19,7%) Những năm gần diện tích rừng hàng năm có tăng lên, chất lượng rừng suy giảm, nghèo kiệt đáng lo ngại, rừng nguyên sinh khoảng 7%, rừng thứ sinh nghèo kiệt chiếm gần 70% Việt Nam có khoảng triệu rừng dễ cháy bao gồm: rừng thông, rừng tràm, rừng tre nứa, rừng khộp, rừng non khoanh nuôi tái sinh tự nhiên rừng đặc sản… Trong vài chục năm vừa qua, với biến đổi khí hậu tồn cầu, trung bình năm Việt Nam hàng chục ngàn rừng, cháy rừng khoảng chục nghìn hécta Theo số liệu thống kê Cục Kiểm lâm cháy rừng thiệt hại cháy rừng gây vòng 40 năm qua (1963 - 2002), tổng số vụ cháy rừng 47.000 vụ, diện tích thiệt hại 633.000 rừng (chủ yếu rừng non), có 262.325 rừng trồng 376.160 rừng tự nhiên Gây thiệt hại lớn kinh tế, chưa kể đến ảnh hưởng xấu môi trường sống người loài động thực vật Một số số liệu điển hình cháy rừng thiệt hại cháy rừng gây Việt Nam năm qua sau: - Năm 1976, tỉnh Cà Mau cháy 21.000 rừng Tràm, làm 02 người chết; - Từ năm 1962 – 1983 Quảng Ninh, diện tích rừng Thơng bị cháy 15.800 với 10.000 bát nhựa bị cháy, vỡ gây thất thu hàng ngàn nhựa thông số kho tàng bị cháy; - Từ năm 1981 - 1994 tỉnh Lâm Đồng xảy cháy 43.238 rừng Thông số rừng trồng khác; - Trong năm (1976 - 1980) tỉnh Cà Mau Kiên Giang diện tích rừng Tràm bị cháy 43.600 gây thiệt hại triệu m3 gỗ gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng; - Năm 1998, nước chịu ảnh hưởng tượng El Nilo xảy cháy 15.000 rừng, làm chết 13 người Năm 2002, xảy 1.198 vụ cháy rừng, thiệt hại 15.548 rừng (4.125 rừng tự nhiên 11.423 rừng trồng), thiệt hại hai vụ cháy rừng U Minh 5.415 ha, giá trị lâm sản thiệt hại ước tính khoảng 290 tỷ đồng, chưa kể hàng chục tỷ đồng chi phí chữa cháy chi phí để phục hồi phục hồi rừng nhà nước; - Ngày 8/2/2010 khí hậu khơ hanh xảy cháy Rừng lớn xã Bản Hồ huyện Sa Pa tỉnh Lào Cai (thuộc Vườn Quốc gia Hoàng Liên) qua thống kê, diện tích rừng cháy khoảng 1.700 (gần 1.000 Bản Hồ, Tả Van; 700 giáp ranh tỉnh Lào Cai Lai Châu), gây thiệt hại lớn kinh tế nguồn dự trữ sinh nơi Hình 1.1: Cháy rừng Vườn Quốc gia Hoàng Liên Bảng 1.1: Tổng hợp tình hình cháy rừng Việt Nam từ năm 1993 - 2003 TT Năm Tổng số Cháy rừng Cháy rừng vụ cháy (ha) TN (ha) trồng (ha) Tổng cháy rừng kinh tế (ha) 1993 4.248 3.165,2 3.200 6.365 1994 2.337 4.226,6 4.120 8.321,6 1995 850 6.084 3.600 9.648 1996 2.551 6.540 6.196 12.758 1997 309 3,7 1.054 1.361 1998 1.685 6.893 7.919 14.812 1999 185 902 236 1.139 2000 244 654 205 850 2001 256 391 1.454 1.845 10 2002 1.198 4.125 11.423 15.548 11 2003 330 464 938 1.402 14.193 33.751,8 40.345 74.049,6 Tổng Hiện vấn đề môi trường như: biến đổi khí hậu, nước biển dâng, cháy rừng …là vấn đề chung toàn nhân loại khơng riêng quốc gia Vì bảo vệ mơi trường, chống cháy rừng nhiệm vụ tồn nhân loại để bảo vệ sống 1.1.2 Tình hình cháy rừng giới Vào khoảng cuối kỷ 18 đầu kỷ 19(trước cách mạng công nghiệp), rừng giới chiếm khoảng 50% diện tích lục địa, đến năm 1955 diện tích rừng bị giảm nửa Tới năm 1980 diện tích rừng giới cịn khoảng 2,5 tỷ (ha) Có nhiều nguyên nhân làm cho diện tích rừng giới bị thu hẹp, nguyên nhân rừng tượng cháy rừng gây Số liệu thống kê cho thấy, hàng năm giới trung bình có khoảng từ 10 - 15 triệu rừng bị cháy, số có xu hướng tăng nhanh biến đổi khó lường khí hậu Ở Nga: Tháng 8/2010, hạn hán nặng nề khiến 65.000 diện tích rừng đồng cỏ Nga thuộc dãy Ural bị cháy hàng chục ngơi làng, có 19 người vùng thiệt mạng, gần 1.875 nhà 18 khu vực dân cư khác 17 địa phương bị thiêu rụi khiến 2.000 người nhà cửa toàn tài sản Hầu hết nhà bị cháy nằm khu vực Nizhny Novgorod; Hình 1.2: Cháy rừng Nizhny Novgorod (Nga) Ở Mỹ: Tại Great Idaho (8/1911) cháy rừng thiêu huỷ 30.000 85 người thiệt mạng Vụ cháy năm 1947 có 1.200.000 có 60 người chết; Tại Miramichi Maine (10/1825) cháy rừng thiêu huỷ 30.000 ha, số người thiệt mạng không xác định được; Trong hai năm 1993 - 1994 hàng nghìn vụ cháy rừng thiêu huỷ khoảng 1.590.000 Riêng năm 2000 Mỹ bị cháy 2,8 triệu ha, phí tới 15 triệu USD/ngày vịng tháng; Ở Hy Lạp: Những đám cháy liên tục nước từ năm 1998 tới tháng năm 2000 gây nên quan tâm giới Riêng tháng tháng 8/1998 có tới 9.000 vụ cháy lớn nhỏ, thiêu huỷ khoảng 1.500.000 rừng hàng trăm nhà bao quanh bao gồm bệnh viện, tiệm ăn, nhà máy, trường học… Trong vòng vài tuần tháng 7/2000 có tới 70.000 rừng bị cháy Tháng đến tháng 10 năm 2007 Hy Lạp xảy vụ cháy rừng kéo dài tháng làm thiệt hại khoảng 120.000 rừng làm 60 người chết, thiệt hại kinh tế khoảng 60 tỷ đô la; Đặc biệt vào tháng 8/2009 ngoại ô phía Bắc Đông thủ đô Athens Hy Lạp từ cuối tuần qua khiến hàng chục nghìn người dân phải rời nhà sơ tán, ước tính khoảng 15.000ha rừng đất trồng trọt hàng chục nhà bị thiêu hủy, làm 77 người chết 250.000ha rừng đất canh tác bị thiêu trụi Hình 1.3: Cháy rừng thủ Athens (Hy Lạp) Ở Pháp: Năm 1975 có tới 350 vụ cháy rừng với tổng thiệt hại 155.000 ha; Ở Australia: Năm 1976 cháy rừng thiêu huỷ 1,7 triệu Ngày 16/2/1983, vụ cháy thiêu huỷ 335.000 rừng đồng cỏ Bang 64 - Kiểm tra tính tương thích phương trình hồi quy: giá trị Fisher tra bảng tài liệu [13] với mức độ xác nghiên cứu 0,05 Tơi thấy: Ftt = 2,89 < Fb Nên mơ hình hồi quy có tương thích - Đồ thị tương quan suất hút đất NS đường kính d: Năng suất hút đất Ns(kg/ph) 48 46 44 42 40 38 NS 36 34 32 30 100 105 110 115 120 125 130 135 140 Đường kính ống hút d(mm) Hình 4.2: Đồ thị tương quan suất NS đường kính d c) Xác định đường kính ống hút hợp lý Giải phương trình (4.12) tìm d =120,895(mm); với d =120,895 hàm đạt cực đại Vậy d = 120(mm) giá trị hợp lý 4.7 Xác định thông số hợp lý bơm khí lốc xoắn kép Bơm khí lốc xoắn kép có nhiệm vụ quan trọng hệ thống Việc tính tốn tối ưu thiết bị lý thuyết khó khăn, luận văn sử dụng phương pháp thực nghiệm để xác định thông số 4.7.1 Chọn hàm mục tiêu nghiên cứu Tương tự cách làm phần 4.6.2, phần chọn hàm tiêu hao công suất (N) áp lực đẩy P (kg/cm2) 65 4.7.2 Chọn tham số ảnh hưởng Tương tự cách làm phần 4.6.3, phần chọn tham số vận tốc bơm khí v(vịng/phút); v1 = 2600(v/phút); v2= 2900(v/phút); v3 = 3200(v/phút); v4 = 3500(v/phút); v5 = 3800(v/phút) 4.7.3 Phương pháp xử lý kết thí nghiệm Về phương pháp xử lý kết thí nghiệm, tơi tiến hành phần xác định thông số hệ thống hút đất trình bày mục (4.6.4) 4.7.4 Kết xác định vận tốc hợp lý bơm khí lốc soắn kép a) Kết thí nghiệm Sau tiến hành thí nghiệm xử lý số liệu, kết thu ghi phụ biểu 08 b) Thiết lập phương trình hồi quy Tương tự, với kết thí nghiệm xác định phụ lục, sử dụng phần mềm OPT Viện điện Nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch xác định phương trình hồi quy sau: *) Áp lực khơng khí (P) - Mơ hình hồi quy: P 0,0002211.v 0,102889 (4.13) Giá trị tính tốn tiêu chuẩn Kohren Gtt = 0,3276, giá trị tính tốn tiêu chuẩn Fisher Ftt = 1,1082 - Kiểm tra tính đồng phương sai: giá trị Kohren tra bảng với α = 0,05: Gb = 0,7885 [13], so sánh với giá trị Kohren tính tốn ta có: Gtt = 0,3276 < Gb = 0,7885 Vậy phương sai thí nghiệm coi đồng - Kiểm tra tính tương thích phương trình hồi quy: giá trị Fisher tra bảng tài liệu [13] với mức độ xác nghiên cứu 0,05 Tôi thấy: Ftt = 1,1082 < Fb Nên mơ hình hồi quy có tương thích 66 *) Tiêu hao cơng suất (N) - Mơ hình hồi quy: N 0,003422.v 3,5422 (4.14) Giá trị tính tốn tiêu chuẩn Kohren Gtt = 0,35, giá trị tính tốn tiêu chuẩn Fisher Ftt = 0,9698 - Kiểm tra tính đồng phương sai: giá trị Kohren tra bảng với α = 0,05 Gb = 0,7885 [13], so sánh với giá trị Kohren tính tốn ta có: Gtt = 0,35 < Gb = 0,7885 Vậy phương sai thí nghiệm coi đồng - Kiểm tra tính tương thích phương trình hồi quy: giá trị Fisher tra bảng tài liệu [13] với mức độ xác nghiên cứu 0,05 Tơi thấy: Ftt = 0,9698< Fb Nên mơ hình hồi quy có tương thích Từ kết hàm hồi quy ta xây dựng đồ thị tương quan Áp lực khơng khí (P) tiêu hao công suất (N) vận tốc bơm lốc xoắn kép với áp lực khơng khí tiêu hao cơng suất 18 N 16 14 12 10 P 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 Vận tốc bơm lốc soắn kép v(v/phút) Hình 4.3: Đồ thị tương quan vận tốc bơm lốc xoắn kép với áp lực khơng khí tiêu hao cơng suất c) Xác định vận tốc hợp lý Tham khảo phương pháp giải tối ưu phương pháp thương lượng - Khảo sát phương trình (4.13) tìm giá trị v = 3800, cho áp lực lớn Pmax 67 - Khảo sát phương trình (4.14), vận tốc tăng tiêu hao cơng suất tăng nhanh Mục đích hàm mục tiêu N Min Do vận tốc nhỏ tiêu hao cơng suất - Để đảm bảo áp lực đáp ứng yêu cầu hệ thống, tiêu hao công suất giá trị chấp nhận Với phương pháp thương lượng chọn vận tốc bơm xoắn lốc kép v = 3100vòng/phút hợp lý nhất, P N thỏa mãn hàm mục tiêu 4.8 Xác định chiều dài dao cắt đất hợp lý 4.8.1 Chọn phương pháp nghiên cứu Tương tự xác định thông số hợp lý hệ thống hút đất, chọn phương pháp nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm đơn yếu tố 4.8.2 Chọn hàm mục tiêu nghiên cứu Tương tự cách làm phần 4.6.2, phần chọn hàm suất cắt đất ( Nsc.đ ) tiêu hao công suất (N) - Chọn hàm suất cắt đất Nsc.đ kg/phút; - Chọn hàm tiêu hao công suất N (kW) 4.8.3 Chọn tham số ảnh hưởng Tương tự cách làm phần 4.6.3, phần chọn tham số chiều dài dao cắt đất L (cm); L1 = 10cm; L2 = 12cm; L3 = 14cm; L4 = 16cm; L5 = 18cm 4.8.4 Kết xác định chiều dài hợp lý a) Kết thí nghiệm Sau tiến hành thí nghiệm xử lý số liệu, kết thu ghi phụ biểu 09 68 b) Lập phương trình hồi quy Tương tự với kết thí nghiệm xác định bảng trên, sử dụng phần mềm OPT Viện điện Nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch xác định phương trình hồi quy sau: *) Tiêu hao cơng suất (N) - Mơ hình hồi quy: N 0,009 L2 0,404 L 10,702 (4.15) Giá trị tính tốn tiêu chuẩn Kohren Gtt = 0,28, giá trị tính toán tiêu chuẩn Fisher Ftt = 0,83 - Kiểm tra tính đồng phương sai: giá trị Kohren tra bảng với α = 0,05: Gb = 0,79 [13], so sánh với giá trị Kohren tính tốn ta có: Gtt = 0,28 < Gb = 0,79 Vậy phương sai thí nghiệm coi đồng - Kiểm tra tính tương thích phương trình hồi quy: giá trị Fisher tra bảng tài liệu [13] với mức độ xác nghiên cứu 0,05 Tơi thấy: Ftt = 0,83 < Fb Nên mơ hình hồi quy có tương thích *) Năng suất cắt đất ( NSC ) - Mơ hình hồi quy: NSC 0,139L2 2,677L 38,094 (4.16) Giá trị tính tốn tiêu chuẩn Kohren Gtt = 0,37, giá trị tính tốn tiêu chuẩn Fisher Ftt = 3,17 - Kiểm tra tính đồng phương sai: giá trị Kohren tra bảng với α = 0,05: Gb = 0,79 [13], so sánh với giá trị Kohren tính tốn ta có: Gtt = 0,37 < Gb = 0,79 Vậy phương sai thí nghiệm coi đồng - Kiểm tra tính tương thích phương trình hồi quy: giá trị Fisher tra bảng tài liệu [13] với mức độ xác nghiên cứu 0,05 Tôi thấy: Ftt = 3,17 < Fb Nên mơ hình hồi quy có tương thích 69 Từ kết hàm hồi quy ta xây dựng đồ thị tương quan Tiêu hao công suất N Năng suất cắt đất Nsc chiều dài dao cắt với tiêu hao công suất suất cắt đất 60 50 Ns c 40 30 20 N 10 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Chiều dài dao cắt L (cm) Hình 4.4: Đồ thị tương quan chiều dài dao cắt với tiêu hao công suất suất cắt đất c) Xác định chiều dài dao cắt hợp lý Tham khảo phương pháp giải tối ưu phương pháp thương lượng - Khảo sát phương trình (4.15) tìm giá trị L Nhìn vào đồ thị ta thấy chiều dài dao cắt tăng tiêu hao cơng suất giảm, chiều dài dao cắt tăng lên L = 18cm giá trị Nmin - Khảo sát phương trình (4.16), chiều dài dao cắt tăng suất cắt đất giảm Mục đích hàm mục tiêu Nsc Max Do chiều dài dao cắt nhỏ suất cắt đất cao - Để đảm bảo suất cắt đất đáp ứng yêu cầu hệ thống, tiêu hao công suất giá trị chấp nhận Với phương pháp thương lượng chọn chiều dài dao cắt đất L = 14cm hợp lý nhất, Nsc N thỏa mãn mục tiêu 70 4.9 Thử nghiệm hệ thống cắt, hút, phun đất cát xe chữa cháy rừng đa Sau tính tốn xong phần lý thuyết, đề tài tiến hành chế tạo lắp ráp hệ thống cắt đất, hút phun đất xe chữa cháy rừng đa Để xác định số thông số hệ thống đánh giá khả đáp ứng yêu cầu thực tế thiết bị, tìm điểm cịn tồn cần phải khắc phục, đề tài tiến hành thực nghiệm thiết bị ngồi thực tế Nội dung mục thử nghiệm hệ thống cắt, hút, phun đất cát khơng khí xe chữa cháy rừng đa năng, xác định số thông số 4.9.1 Địa điểm thời tiết thử nghiệm Do thời gian điều kiện khác có hạn nên đề tài tiến hành thử nghiệm số địa hình đặc trưng, phù hợp với khả hoạt động thiết bị, khơng có điều kiện khảo nghiệm nhiều địa phương, nhiều loại rừng, nhiều loại địa hình Địa điểm thử nghiệm khu vực rừng thực nghiệm Trường Đại học Lâm nghiệp, dạng địa hình phổ biến cho số khu vực rừng trồng tỉnh phía Bắc - Thử nghiệm tiến hành nhiệt độ khơng khí 300C, độ ẩm khơng khí 80%, vận tốc gió 1,5 m/s, trời nắng - Loại đất chủ yếu vị trí thử nghiệm đất thịt lẫn sỏi, độ ẩm đất khoảng 25%, địa hình dốc 10-150 Hình 4.5 Thử nghiệm hệ thống cắt đất, hút – phun đất cát khơng khí 71 4.9.2 Kết thử nghiệm Sau tiến hành thực nghiệm, dụng cụ đo trình bày phần trên, xác định số thông số kỹ thuật hệ thống bảng 4.1 Bảng 4.1: Tổng hợp kết thử nghiệm hệ thống cắt đất, hút, phun đất cát không khí TT Thơng số kỹ thuật hệ thống cắt đất, Đơn vị Thông số thử hút - phun đất cát khơng khí tính nghiệm m3/phút 104 Lưu lượng quạt gió Vận tốc khơng khí miệng ống thổi m/s 65 Chiều dài ống thổi khơng khí M 35 Khối lượng đất cát phun vào đám cháy kg/phút 45 Chiều dài ống phun đất cát M 35 Nhận xét: Căn vào kết khảo nghiệm so sánh với thơng số kỹ thuật tính tốn theo lý thuyết có sai lệnh, sai lệnh có ngun nhân sau: tính tốn lý thuyết số yếu tố chưa đề cập đến, trình thực nghiệm chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố, yếu tố ảnh hưởng lẫn Mặt khác sai lệnh nằm phạm vi cho phép, mơ hình tính tốn lý thuyết tin cậy Tất thông số hệ thống điều đáp ứng yêu cầu công nghệ chữa cháy rừng đất cát khơng khí 4.10 Kết luận chương Với kết thu phần tơi có số kết luận sau: Bằng nghiên cứu thực nghiệm đề tài xác định số thông số hệ thống hút đất, hệ thống cắt đất Kết nghiên cứu thực nghiệm so 72 với kết tính theo lý thuyết có sai lệch nằm giới hạn cho phép Như mơ hình tính tốn theo lý thuyết chương chấp nhận Bằng nghiên cứu thực nghiệm xác định thông số lưu lượng hệ thống hút đất, bơm khí lốc xoắn, chiều dài dao cắt đất Đề tài tiến hành thử nghiệm hệ thống cắt đất, hút đất phun đất thực địa khu rừng thực nghiệm trường Đại học Lâm nghiệp Kết thử nghiệm xác định số thông số hệ thống cắt đất, hút phun đất 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau nghiên cứu xong đề tài, tơi có số kết luận sau: Việc sử dụng hệ thống cắt đất, hút phun đất cát xe chữa cháy rừng đa để dập tắt đám cháy phù hợp với nơi khơng có nguồn nước, xa nguồn nước Chất chữa cháy lấy chỗ, vận chuyển phù hợp với điều kiện chữa cháy rừng Việt Nam Sử dụng nguyên lý vận chuyển sức gió, đề tài xây dựng sở lý thuyết tính tốn hệ thống cắt đất, hút phun đất Từ mơ hình tính tốn thiết lập cơng thức tính tốn phận hệ thống Bằng công thức lý thuyết lập được, đề tài tính tốn thông số hệ thống hút, phun đất, cơng suất động Kết tính toán để thiết kế chế tạo hệ thống Bằng nghiên cứu thực nghiệm đề tài xác định thông số hợp lý hệ thống sau: đường kính ống hút d = 12cm; vận tốc bơm lốc xoắn kép v = 3100vòng/phút; chiều dài dao cắt L = 14cm Đề tài tiến hành thí nghiệm thực địa xác định số thông số kỹ thuật hệ thống Kết thực nghiệm so với tính tốn theo mơ hình lý thuyết có sai lệch, nằm phạm vi cho phép, mơ hình tính theo lý thuyết đáng tin cậy Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu có hạn, với giới hạn đề tài trình bày phần mở đầu, để hồn thiện thiết bị cần phải tiếp tục nghiên cứu số vấn đề sau: 74 Cần tiếp tục nghiên cứu rung động hệ thống để đưa giải pháp chống rung cho thiết bị, tiếp tục nghiên cứu tối ưu thêm số thông số khác Cần phải tiến hành khảo nghiệm thiết bị nhiều loại thực bì, nhiều loại địa hình khác nhau…để từ đánh giá hạn chế thiết bị Cần tiếp tục nghiên cứu công nghệ kỹ thuật chữa cháy rừng chất chữa cháy đất cát khơng khí 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Nông nghiệp phát triển Nông thôn, Cục Kiểm lâm (2000), Văn pháp quy phịng cháy, chữa cháy rừng, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội Vũ Khắc Bảy (2005), Toán kỹ thuật, Bài giảng cao học máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp, trang 45-52, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Nguyễn Văn Bỉ (1997), “Giải toán tối ưu đa mục tiêu công nghiệp rừng”, Thông tin khoa học lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Cục Kiểm lâm (1988), Nghiên cứu số biện pháp phịng cháy, chữa cháy rừng Thơng rừng Tràm, Báo cáo kết đề tài, Hà Nội Bế Minh Châu (2002), Lửa rừng, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Trần Chí Đức(1981), Thống kê tốn học, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội Phạm Ngọc Hưng (1994), Phịng cháy, chữa cháy rừng Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Phạm Ngọc Hưng, Đề tài cấp nhà nước 04.01.01.07 Phạm Thượng Hàn (1994), Kỹ thuật đo lượng đại lượng vật lý, Tập I Nxb Giáo dục, Hà Nội 10 Đặng Thế Huy (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học khí nơng nghiệp, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội 11 Đặng Thế Huy (1995), Một số vấn đề học giải tích học máy, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội 12 Lê Công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học phần nghiên cứu thực nghiệm, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 13 Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 14 Nguyễn Văn Muốn, Nguyễn Viết Lầu (1999), Máy canh tác nông nghiệp Nxb Giáo dục, Hà Nội 76 15 Phan Thanh Ngọ (1996), Nghiên cứu số biện pháp phịng cháy, chữa cháy rừng Thơng ba (Pinus.kesiya Royle ex Gordon), rừng Tràm (Melaleuca cajuputi Powel) Việt Nam, Luận án Phó tiến sĩ Khoa học Nông nghiệp, trang 20 – 27, Hà Nội 16 Vương Văn Quỳnh (2005), Nghiên cứu xây dựng giải pháp phòng cháy khắc phục hậu cháy rừng cho vùng U Minh Tây Nguyên, Báo cáo đề tài, Đề tài cấp nhà nước, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 17 Dương Văn Tài (2006), Nghiên cứu khảo nghiệm cải tiến thiết bị chữa cháy sử dụng đất cát, khơng khí nước dạng sương, Báo cáo kết đề tài Đề tài thường xuyên cấp bộ, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 18 Bùi Thế Tân, Trần Vũ Thiệu (1980), Các phương pháp tối ưu hố Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội 19 Đào Quang Triệu (1994), Phương pháp quy hoạch thực nghiệm cực tiểu tối ưu hố q trình kỹ thuật hệ phức tạp, Bài giảng cao học nghiên cứu sinh, Trường đại học Nông nghiệp, Hà Nội 20 Đinh Ngọc Tuấn (2002), Giáo trình sở lý hố trình phát triển dập tắt đám cháy, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 21 Đặng Tùng, Đào Quốc Hợp, Cao Đắc Phong (2004), Giáo trình lý thuyết trình cháy, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 22 Lê Văn Tiến (1991), Giáo trình lý thuyết xác suất thống kê toán học, Nxb Đại học giáo dục chuyên nghiệp, Hà Nội 23 Nguyễn Minh Tuyển (2005), Bơm, máy nén, quạt công nghiệp, Nxb Xây dựng, Hà Nội 24 Lê Đình Thơm (2006), Nghiên cứu hiệu dập lửa số loại dụng cụ thủ công chữa cháy cho rừng trồng tỉnh Quảng Trị, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 25 Sổ tay kỹ thuật phịng cháy, chữa cháy rừng (2002), Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội 77 26 Dương Văn Tài (2010), Nghiên cứu công nghệ, thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng, Báo cáo kết đề tài, Đề tài trọng điểm cấp nhà nước, trang 220 - 289, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 27 Trần Ngọc Chấn (2009), Kĩ thuật thơng gió, Nxb Xây dựng, Hà Nội 28 Nguyễn Văn May (2007), Bơm quạt máy nén, Nxb Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội 29 Giang Quốc Nam (2008), Nghiên cứu máy chữa cháy rừng dùng tác nhân chữa cháy khơng khí, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh 30 A.A Brown, K.P Davis, (1991), Forest fire: Control and Use.2nd dition.McGraw Hill C Chandler, Forest-fire Management and Organization (Fire in Forestry; Vol 2) Krieger Publishing Company 31 Enrico Marchi a, Enrico Tesi b, Niccolo` Brachetti Montorselli a, Francesco Neri (2006), Helicopter activity in forest fire-fighting: A data analysis proposal Forest Ecology and Management 234S, S254 Available online at 32 G Kotrouris (2001), Fire in Indonesia and the Integrated Forest Fire Management Project – IFFM (IFFN No 23 - December 2000, p 12-16) 33 Gorte, R.W (2000), Forest Fire Protection CRS Report for Congress Congressional Research Service, The Library of Congress, Order Code RL30755 34 Myung-Hee Jo, Yun-Won Jo, Joon Bum Kim (2000), Developing the forest fire extinguish equipment management system using GPS and GIS Available online at 35 M H Jo, M B Lee, K D Bu, S R Baek (2000), The Construction of Forest Fire Monitoring System using Internet GIS and Satellite Images, Proceedings of International Symposium on Remote Sensing, pp.61-64 36 SAF(2) (2004), Fire Preparedness a Hot Topic in House and Senate Hearings The Forestry Source 9(6), pp 65-71 78 37 USFS (2000), Policy implications of large fire management: a strategic assessment of factors influencing costs State and Private Forestry, Washington 38 Wybo, J L., G Eftiquidis, D Kotsouris, T Manganas, D.X Viegas, T Apostolopoulos, E Pelosio, G Bovio, A Ollero, D Schmidt and A Criado, DEDICS (1998), A general framework for supporting management of forest fires Proceedings of the III International Conference on Forest Fire Research Vol II, pp 2405-2421, Coimbra Tiếng Nga 39 B.B KOPOБOB (1968), пHEBMO-TPAнcпoPT щEпы лecнaя пpoмышлeннocть, Mocквa Tiếng Trung 40 黄仁楚主编(1991), 营林机械理论与计算（第二版）,中国林业出版社 41 风力灭火机课题组(1989), 风力灭火机灭火原理的试验研究, 南京林业大学 42 林业部护林防火办公室编(1984), 森林防火,中国林业出版社 43 北京林业大学主编(1980), 森林防火实用教材,北京林业大学 44 潘国庆,周永钊 (1990),改善风力灭火机性能的试验研究, 南京林业大学报,年第三期 45 啟字，洪大森等 (1990), CGL25/5型轮式森林消防车的研制, 北京林业大学森工系 46 东北林业大学主编(1983), 营林机械化,中国林业出版社 47 张扬主编(1989), 农业机械化及其运用原理,中国人民大学出版社 48 蒋波(2003), 智能喷水灭火装置研究与开发,南京理工大学硕士学位论文 ... nghiên cứu: - Nghiên cứu phần nguyên lý hoạt động hệ thống cắt, hút, phun đất cát khơng khí; khơng nghiên cứu phần dao động, dung động hệ thống - Thiết bị nghiên cứu đề tài hệ thống cắt đất, hút đất, ... thực đề tài: ? ?Nghiên cứu hệ thống hút, phun đất cát không khí xe chữa cháy rừng đa năng” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xây dựng sở lý thuyết tính tốn hệ thống hút, phun đất cát khơng khí để dập tắt... khơng khí hệ thống cắt đất, hút đất, phun đất Do nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm vấn đề sau: - Xác định khối lượng đất cát hệ thống cắt đất; - Xác định lưu lượng khơng khí hệ thống hút phun