Tài liệu luận văn Nghiên Cứu Máy Phun Đất Cát Chưa Cháy Rừng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HOÀNG MINH TUẤN NGHIÊN CỨU MÁY PHUN ĐẤT CÁT CHỮA CHÁY RỪNG Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hố Nơng – Lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Tóm tắt luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hà Nội - 2011 Cơng trình hồn thành tại: KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Văn Tài Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận văn bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật lâm nghiệp họp Trường Đại học Lâm nghiệp Vào hồi ngày tháng năm 2011 Có thể tìm luận văn tại: Thư viện - Trường Đại học Lâm nghiệp Hà Nội - 2011 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Việt Nam có khoảng 12,8 triệu rừng, rừng chủ yếu tập trung nơi có địa hình phức tạp, độ dốc cao, hàng năm tài nguyên rừng cung cấp khối lượng lâm đặc sản cho ngành kinh tế xã hội, tài nguyên rừng giúp điều hịa khí hậu, bảo vệ nguồn nước, chống xói mịn đất, song tài ngun rừng nước ta có nguy bị suy giảm, nguyên nhận tình hình cháy rừng ngày trở nên nghiêm trọng Theo thống kê cục Kiểm lâm vòng 10 năm (2000 - 2009) Việt Nam xảy vài nghìn vụ cháy rừng làm thiệt hại hàng trăm nghìn rừng Trung bình năm bị thiệt hại khoảng 18.000 Không bị tổn thất mặt tài ngun mà cịn ảnh hưởng đến tính mạng người, cải vật chất môi trường sinh thái Đứng trước hiểm hoạ cháy rừng gây ra, nhà khoa học giới không ngừng nghiên cứu, cải tiến phương pháp phòng chữa cháy rừng, nhằm hạn chế đến mức thấp thiệt hại cháy rừng gây Mỗi loại thiết bị phù hợp với điều kiện định, nên áp dụng thiết bị chữa cháy rừng nước vào điều kiện rừng Việt Nam chưa phù hợp, địa hình rừng Việt Nam có độ dốc lớn, khơng có nguồn nước, thực bì phức tạp, đường giao thông không thuận lợi Hiện việc chữa cháy rừng Việt Nam chủ yếu chữa cháy thủ công (dùng cành cây, cào, cuốc… đập trực tiếp vào đám cháy), nên hiệu thấp, nguy hiểm người tham gia chữa cháy, từ mà diện tích cháy rừng ngày tăng Một số vườn quốc gia sở chữa cháy trang bị số thiết bị để chữa cháy rừng, thiết bị khơng phù hợp với địa hình, điều kiện rừng, điều kiện chất chữa cháy nên hiệu chữa cháy rừng không cao Do đặc điểm cháy rừng thường nơi xa nguồn nước, điều kiện vận chuyển nước khơng thuận lợi, độ dốc lớn, địa hình phức tạp nên thiết bị chữa cháy lớn xe ơtơ cứu hoả khó áp dụng Để tăng hiệu cho việc chữa cháy rừng cần phải nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị chữa cháy rừng sử dụng tác nhân chữa cháy chỗ, thiết bị gọn nhẹ dễ mang vác di dộng địa hình dốc, hiệu dập lửa lớn, dễ sử dụng, phù hợp với điều kiện địa hình điều kiện kinh tế Việt Nam, để trang bị rộng rãi cho sở sản xuất Lâm nghiệp, để từ tồn dân tham gia vào cơng tác chữa cháy rừng, góp phần hạn chế diện tích rừng bị cháy Xuất phát từ lý mà tiến hành thực đề tài: Nghiên cứu máy phun đất cát chữa cháy rừng Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xuất phát từ lý thực đề tài nêu, đặt mục tiêu nghiên cứu sau: Máy phun đất cát chữa cháy rừng sau nghiên cứu phải đạt yêu cầu: suất dập lửa cao, hiệu dập lửa lớn, sử dụng chất chữa cháy rừng chỗ (đất cát khơng khí), thiết bị gọn nhẹ, dễ sử dụng phù hợp với địa hình dốc nơi khơng có nguồn nước Phạm vi nghiên cứu đề tài Nghiên cứu máy phun đất cát chữa cháy rừng vấn đề rộng cần thời gian dài, đề tài giới hạn nội dung sau đây: - Thiết bị nghiên cứu: Đề tài không nghiên cứu phần động máy, mà tập trung giải số vấn đề hệ thống cơng tác là: lưu lượng vận tốc quạt gió, hệ thống cắt đất, hút đất, tỷ lệ khối lượng đất cát với khơng khí, cơng suất động cơ, trọng lượng động chế độ sử dụng thiết bị - Đối tượng chữa cháy: Đề tài không nghiên cứu tất loại thực bì, tất loại độ dốc, tất loại rừng, mà tập trung nghiên cứu số loại thực bì có diện tích lớn, thường xun xảy cháy là: thực bì rừng trồng - Địa điểm nghiên cứu: Đề tài khơng có điều kiện khảo nghiệm nhiều loại thực bì, nhiều loại địa hình, mà chọn số địa phương có diện tích rừng trồng lớn, địa hình đặc trưng cho số tỉnh Miền Bắc Việt Nam như: tỉnh Hồ Bình, Thanh Hố, Phú Thọ, để lấy mẫu thí nghiệm khảo nghiệm điều kiện sản xuất 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 tập trung giải nội dung sau: 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Nội dung nghiên cứu lý thuyết cần giải vấn đề sau: - Xác định chất trình cháy, điều kiện trình cháy nguyên lý dập tắt đám cháy rừng; - Xây dựng sở lý thuyết trình dập tắt đám cháy rừng chất chữa cháy khơng khí kết hợp với đất cát; - Xây dựng sở lý thuyết tính tốn xác định thơng số quạt gió; hệ thống cắt đất, hút đất; - Xác định công suất động làm sở để lựa chọn loại động hợp lý 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm để kiểm nghiệm kết tính theo lý thuyết xác định hiệu chữa cháy rừng chất chữa cháy không khí kết hợp đất cát Từ kết làm sở lựa chọn dạng quạt gió hợp lý xác định số thông số tối ưu quạt gió, nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm vấn đề sau: - Xác định tỷ lệ khối lượng đất cát với khơng khí; - Xác định thông số tối ưu hệ thống cắt đất; - Xác định thơng số tối ưu quạt gió; - Lựa chọn dạng cánh quạt gió hợp lý; - Xác định công suất động để làm sở lựa chọn loại động cho phù hợp 4.3 Thử nghiệm thiết bị nghiên cứu điều kiện sản xuất Thử nghiệm máy phun đất cát chữa cháy rừng điều kiện sản xuất nhằm xác định số tiêu kinh tế kỹ thuật thiết bị, từ sơ xác định hiệu kinh tế sử dụng thiết bị đánh giá khả áp dụng vào sản xuất Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình cháy rừng Việt Nam giới 1.1.1 Tình hình cháy rừng giới 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 khoảng 2,5 tỷ (bằng 1/5 diện tích bề mặt trái đất) Một nguyên nhân rừng cháy rừng gây Số liệu thống kê cho thấy, hàng năm giới trung bình có khoảng từ 10 - 15 triệu rừng bị cháy, có năm số cịn tăng gấp đơi Những đám cháy rừng điển hình xảy số nước sau: - Ở Mỹ: Tại Miramichi Maine (10/1825) cháy rừng thiêu huỷ 30.000 ha, số người thiệt mạng không xác định được; 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 thiệt mạng; 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 la - Ở Pháp: Năm 1975 có tới 350 vụ cháy rừng với tổng thiệt hại 155.000 - 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 Victoria, làm chết 73 người, 1.000 người bị thương gây thiệt hại khoảng 450 triệu USD - Ở Trung Quốc: Năm 1987 có khoảng triệu rừng bị cháy làm thiệt hại hàng tỷ đô la 150 người thiệt mạng - Tại Khu vực Đông Nam Á: Theo số liệu thống kê FAO, từ năm 1982 đến đầu năm 1998 có 15 triệu rừng đất rừng khu vực bị cháy Trong đó, Inđơnêsia nước thường xảy cháy rừng với thiệt hại lớn Cháy rừng Inđônêsia năm 1998 làm nhiễm khơng khí nước khu vực; Theo Peter F.Moore (Giám đốc dự án phòng chống cháy khu vực Đơng Nam Á), tình hình cháy rừng giới hai năm 1997 - 1998 thống kê bảng 1.1; Bảng 1.1: Tình hình cháy rừng giới năm (1997 – 1998) D.tích rừng bị cháy Lượng CO2 thải Thiệt hại kinh tế (triệu ha) (tấn) (tỷ USD) Đông Nam Á -10 11 triệu 10 Trung Quốc 1,1 x x Amazon 3,3 x x Nga 2,0 30 triệu x Trung Mỹ 1,5 x x Bắc Mỹ 5,6 x 0,5 Nam Châu Âu 0,22 x x 23,64 41 triệu x Khu vực Tổng Như tính riêng hai năm 1997 - 1998, giới có 23 triệu rừng bị tác động cháy rừng 1.1.2 Tình hình cháy rừng Việt Nam Việt Nam có 12,8 triệu rừng (độ che phủ tương ứng 31,8%), với 10,8 triệu rừng tự nhiên triệu rừng trồng Trong năm gần diện tích rừng tăng lên, chất lượng rừng suy giảm, rừng nguyên sinh khoảng 7%, rừng thứ sinh nghèo kiệt chiếm gần 70% tổng diện tích rừng nước, loại rừng dễ xảy cháy, 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…, với diện tích rừng dễ xảy cháy rừng hàng năm, tình hình diễn biến thời tiết ngày phức tạp khó lường Việt Nam làm nguy tiềm ẩn cháy rừng cháy lớn ngày nghiêm trọng Một số số liệu điển hình cháy rừng thiệt hại cháy rừng gây Việt Nam năm qua sau: 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 (theo giá thị trường U Minh khoảng 500.000 đ/m3), chưa kể hàng chục tỷ đồng chi phí chữa cháy chi phí để phục hồi phục hồi rừng nhà nước Ngày 27/3/2006, Mù Cang Chải (Yên Bái), cháy 21,5 rừng trồng, thiệt hại 100% Ngày 17/3/2006 ban quản lý rừng đặc dụng Thanh Thuỷ (Hà Giang) cháy 25,1 rừng tự nhiên, thiệt hại 100%, [5] Năm 2004 xảy 10 vụ cháy rừng Công ty rừng nguyên liệu giấy Miền Nam huyện Sa Thầy, Ngọc Hồi Đắc Tô tỉnh Kon Tum, làm cháy 15.000 rừng trồng năm tuổi, tổng thiệt hại hàng nghìn tỷ đồng Năm 2007 vụ cháy rừng tự nhiên Trạm Tấu- Yên Bái, thiêu trụi khoảng 1.200 rừng ngun sinh q Mùa khơ cuối năm 2009 đầu năm 2010 nước xả 600 vụ cháy rừng lớn nhỏ, có ngày sẩy 34 vụ cháy ba miền Bắc - Trung - Nam, điển hình vụ cháy vườn quốc gia Hồng Liên Sơn 1.000 rừng, cháy rừng sẩy hầu hết tỉnh miền núi phía bắc như: Hà Giang, n Bái, Lai Châu, Sơn La, Hồ Bình, Bắc Cạn Cháy rừng sẩy Kon Tum, Đồng Nai Vườn quốc gia Tràm Chim- Đồnng Tháp Thiệt hại cháy rừng mùa khô cuối năm 2009 đầu năm 2010 khoảng 12.000 69 Sau cơng tác chuẩn bị hồn tất, chúng tơi tiến hành thí nghiệm thăm dị để xác định số lần lặp lại tối thiểu Sau xác định số lần lặp lại cho thí nghiệm 3, chúng tơi tiến hành thí nghiệm theo ma trận lập, kết thí nghiệm sau xử lý theo phương pháp thống kê toán học nghi phụ lục Sử dụng phần nềm qui hoạch thực nghiệm thiết lập phương trình hồi qui kiểm tra tính tương thích mơ sau: - Mơ hình hồi quy: Ns = 5,9+ 5,268X1 +4,58X12 +3,675X2 + 7,125X2X1 + 1,095X22 - 2,186X3 4,48X3X1 +0,275 X3X2- 2,920 X32 (4.11) - Kiểm tra tính đồng phương sai: Giá trị chuẩn Kohren tính tốn Gtt = 0,3182 với m = 9, n - = 2, α = 0,05, tra bảng VIII [13] ta tiêu chẩn Kohren Gb = 0,5728 So sánh với giá trị tính tốn ta Gtt = 0,2097 < Gb = 0,5728 phương sai thí nghiệm đồng - Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số mơ hình tính toán: Theo tiêu chuẩn T Student, hệ số phương trình (4.19) có ảnh hưởng đáng kể đến đại lượng nghiên cứu thoả mãn điều kiện t ij  t b ij = [0,2] Ở đây: tb - hệ số tra bảng theo bậc tự độ tin cậy thí nghiệm; tij - hệ số tính ứng với hệ số b ij mơ hình hồi quy, giá trị tính tốn tiêu chuẩn Student cho hệ số sau: t0.0 = 1,72; t1.0 = 2,1; t1.1 = 1,26; t2.0 = 1,75; t2.1 = 2,4; t2.2 = 0,32; t3.0 = 1,72; t3.1 = -1,11; t3.2 = 0,09; t3.3 = -0,86; Giá trị tiêu chuẩn Student (tb) tra bảng IX [13], với mức độ tin cậy thí nghiệm 0,95, số bậc tư Kb = 18 ta tìm tb = 2,1 So với giá trị tính tốn ta thấy hệ số t0.0; t1.1; t2.0; t2.2; t3.1 t3.2; t3.3; không thoả mãn tiêu chuẩn Student theo [13] không bỏ hệ số để nhằm mục đích tìm giá trị tối ưu phần sau - Kiểm tra tính tương thích mơ hình hồi quy: giá trị tiêu chuẩn Fisher tra bảng tài liệu [13] ta tìm F b = 2,42, giá trị Fisher tính theo cơng thức 70 (4.6) Ftt = 1,61 So sánh với giá trị tra bảng ta có F tt = 1,61 < Fb = 2,42 Mơ hình (4.11) tương thích Kiểm tra khả làm việc mơ hình: hệ số đơn định (R 2) xác định theo công thức (4.7), sau tính tốn ta R = 0,84 mơ hình coi hữu ích sử dụng b) Chuyển mơ hình hồi quy dạng thực Mơ hình (4.11) phương trình hồi quy dạng mã, để chuyển phương trình dạng thực ta thay giá trị X1, X2 X3 theo biến β1, β2 Z theo giá trị sau vào phương trình (4.11): X1  1  60 10 = (0,1β1 - 6); X  2  140 10 = (0,1β2 -14); X  Z  16 =(0,5Z-8) Sau thay giá trị vào phương trình (4.11) rút gọn ta phương trình hồi qui dạng thực sau: Ns= 0,0458β12 + 0,01095 β22 – 0,73 Z – 11,3642 β1 – 7,1935β2 + 33,785Z – 0,224 Z β1 + 0,01375 Z β2 + 0,07125 β1 β2 + 547,162 (4.12) 4.5 Xác định thông số tối ưu quạt gió Khảo sát phương trình (4.11) tìm giá trị biến so cho suất lớn nhất, phương pháp sử dụng lấy đạo hàm phương trình (4.12) theo biến β 1, β2, Z, ta hệ phương trình sau: 0,09161  0,07125 Z   0,71251  0,0219 Z  0,224  0,01375 Z   (4.13) Sử dụng phần mềm tốn học giải hệ phương trình (4.13) ta tìm giá trị biến là: β1= 64,4 độ; β2= 142,2 độ; Z= 15,92 cánh Thay giá trị vào phương trình (4.12) hàm suất đại cự đại Ns= 6,02 kg/phút Như giá trị tham số giá trị tối ưu cánh quạt gió: β1= 64,4 độ; β2= 142,2 độ; Z= 15,92 cánh, để thuận lợi cho cân chế tạo chọn số cánh quạt gió Z=16 cánh 71 Giá trị tối ưu cánh quạt gió : β1= 64 độ; β2= 142 độ; Z= 16 cánh Kết luận chương Với kết nghiên cứu thu chúng tơi có số kết luận sau: - Bằng nghiên cứu thực nghiệm, luận văn xác định qui luật ảnh hưởng số yếu tố đến suất phun đất cát, qui luật ảnh hưởng phù hợp với kết khảo sát mơ hình tính tốn lý thuyết lập chương 3, kết khẳng định mơ hình tốn lý thuyết lập để tính toán phận, hệ thống máy tin cậy - Kết nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố xác định giá trị tối ưu thơng số đầu cánh quạt gió là: góc lắp ráp đầu vào β1 = 64,40, góc lắp ráp đầu β2 = 142,20 số cánh quạt gió Z = 16 cánh, với thơng số suất phun đất cát máy đạt giá trị lớn nhất: Ns = 6,02 kg/phút - Các giá trị thơng số tối ưu tính tốn sở để chế tạo, hoàn thiện máy phun đất cát chữa cháy rừng 72 Chương KHẢO NGHIỆM MÁY PHUN ĐẤT CÁT CHỮA CHÁY RỪNG Nội dung chương tiến hành khảo nghiệm máy phun đất cát chữa cháy rừng chế tạo theo thông số tối ưu để xác định số thông số kỹ thuật thiết bị, sở đánh giá hiệu chữa cháy thiết bị khả áp dụng thiết bị vào thực tế Quá trình khảo nghiệm đề tài này, thực với đề tài trọng điểm cấp nhà nước: " Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng", [22] 5.1 Địa điểm tiến hành thực nghiệm Để đánh giá khả áp dụng thiết bị vào thức tế sản xuất chọn địa điểm để thực nghiệm có tính đặc trưng cho thực bì rừng trồng tỉnh miềm núi phía Bắc nơi thường xuyên xảy cháy rừng Địa điểm lựa chọn khu rừng trồng thuộc lô 20 khoảnh đội Lâm trường Lương Sơn Hịa Bình 5.1.1 Địa hình Khu rừng thực nghiệm nằm sườn đồi, có độ cao tuyệt đối từ 40 80m, phần lớn diện tích khu rừng có độ dốc từ 20 - 30 , riêng phần đỉnh đồi phía Tây nam có độ dốc 50 Dạng địa hình phổ biến cho khu rừng trồng tỉnh phía Bắc Lơ rừng thực nghiệm cách đường ơtơ km, nên phương tiện giới không tiếp cận được, lơ rừng khơng có nguồn nước nên sử dụng máy bơm nước chữa cháy không thực Để đánh giá khả chữa cháy thiết bị chúng tơi chọn vị trí rừng có độ dốc ≤ 300 để khảo nghiệm 5.1.2 Thông số thực bì Loại thực bì nơi tiến hành thực nghiệm bao gồm: Guột, khơ, lau chít, khu rừng trồng năm tuổi năm không chăm sóc nên chiều dày thực bì lớn, khoảng từ 50cm đến 80cm Khối lượng vật liệu khơ 1m2 diện tích: 6kg Độ ẩm thực bì lúc tiến hành thực nghiệm 18% - 20 % 73 5.2 Khảo nghiệm máy phun đất cát chữa cháy rừng chế tạo Sau nghiên cứu tính tính tốn thiết kế chế tạo xong thiết bị chữa cháy rừng tác nhân chữa cháy đất cát chúng tơi tiến hành thực nghiệm ngồi thực tế để xác định số thông số số tiêu kinh tế, kỹ thuật thiết bị 5.2.1 Cấu tạo thông số kỹ thuật máy a) Cấu tạo thiết bị Cấu tạo máy phun đất cát chữa cháy rừng thể hình 5.1 Hình 5.1 Hình ảnh máy phun đất cát chữa cháy rừng b) Thông số kỹ thuật thiết bị Để xác định thông số thiết bị tiến hành thực nghiệm để xác định Kết thực nghiệm thông số kỹ thuật thiết bị sau: - Trọng lượng thiết bị: 13 Kg; - Chiều dài ống thổi: m; - Vận tốc khơng khí miệng ống thổi : 67 m/s; - Áp lực khơng khí miệng ống thổi là: 521 (Kg/m2); - Năng suất phun đất cát: 6kg/phút 74 - Công suất động cơ: 4,5 Kw; 5.2.2 Khảo nghiệm máy phun đất cát chữa cháy rừng Quá trình khảo nghiệm khả chữa cháy rừng máy phun đất cát thể hình 5.2 Hình 5.2 Khảo nghiệm máy phun đất cát chữa cháy rừng 5.3 Kết khảo nghiệm suất dập lửa thiết bị Kết khảo nghiệm suất dập lửa máy phun đất cát chữa cháy rừng ứng với loại thực bì, loại độ dốc ghi bảng 5.1; 5.2 bảng 5.3 Bảng 5.1: Năng suất dập lửa thiết bị độ dốc 25 - 500 TT Loại vật liệu cháy Cỏ khô Chiều Vận Độ ẩm Chiều dày vật tốc vật liệu cao liệu gió cháy (cm) (m/s) (%) lửa (m) 40 16 1,4 Kích thước đám cháy (m) Độ dốc thực bì nơi khảo nghiệm (độ) Năng suất dập lửa (m/phút) 80 x40 40 4,2 75 Cỏ tranh 40 1,5 17 1,5 80 x40 50 4,5 Lá khô 30 18 1,2 80 x40 40 5,1 Bảng 5.2: Năng suất dập lửa thiết bị độ dốc 15 - 250 TT Loại vật liệu cháy Chiều Vận Độ ẩm Chiều dày vật tốc vật liệu cao liệu gió cháy (cm) (m/s) (%) lửa (m) Kích thước đám cháy (m) Độ dốc thực bì nơi khảo nghiệm (độ) Năng suất dập lửa (m/phút) Cỏ khô 40 2,3 18 1,6 80 x40 25 4,5 Cỏ tranh 40 1,5 15 1,7 80 x40 27 4,9 Lá khô 30 2,2 20 1,1 80 x40 20 5,4 Bảng 5.3: Năng suất dập lửa thiết bị độ dốc 10 - 150 TT Loại vật liệu cháy Chiều Vận Độ ẩm Chiều dày vật tốc vật liệu cao liệu cháy gió (cm) (m/s) (%) lửa (m) Kích thước đám cháy (m) Độ dốc thực bì nơi khảo nghiệm (độ) Năng suất dập lửa (m/phút) Cỏ khô 40 1,8 15 1,5 80 x40 15 4,9 Cỏ tranh 40 1,3 13 1,4 80 x40 13 4,6 Lá khô 30 2,0 16 0,9 80 x40 10 5,5 Nhận xét: Căn vào kết khảo nghiệm chúng tơi có số nhận xét sau: - Thiết bị có cấu tạo đơn giản, rễ sử dụng, trọng lượng nhẹ, di chuyển địa hình rừng với độ dốc từ 10÷350 76 - Với chất chữa cháy đất cát lấy chỗ sẵn có khơng phải mang vác, vận chuyển đến, khối lượng không hạn chế nên phù hợp với nơi có địa hình xe ô tô không được, nguồn nước - Hiệu dập lửa thiết bị lớn dập khơng khí - Năng suất dập lửa thiết bị lớn, có khả dập đám cháy có chiều cao lửa ≤3,5m - Tuy nhiên thiết bị cịn số tồn là: + Tính động khơng cao, việc phối hợp người sử dụng nên di chuyển từ chỗ đến chỗ khác chậm + Thiết bị nặng (khoảng 13kg) nên di chuyển địa hình rừng có độ dốc cao, thực bì rậm rạp khó khăn + Nhiều khu vực, nhiều loại địa hình khơng có chỗ cắt đất, hút đất nên phạm vi hoạt động hạn chế + Người điều khiển máy cắt đất, hút phun đất vất vả phải di chuyển máy liên tục nên ảnh hưởng đến suất chữa cháy Kết luận chương Căn kết thu chương chúng tơi có rút số kết luận sau: - Đề tài thiết kế chế tạo máy phun đất cát chữa cháy rừng với thơng số kỹ thuật tính tốn chương thông số tối ưu tính tốn xác định chương 4, với thông số kỹ thuật máy đáp ứng mục tiêu đặt luận văn thiết bị gọn nhẹ, dễ sử dụng dễ mang vác nơi có độ dốc cao, sử dụng chất chữa cháy rừng chỗ đất cát - Luận văn kết hợp với đề tài trọng điểm cấp nhà nước tiến hành khảo nghiệm xác định suất dập lửa thiết bị, kết khảo nghiệm cho thấy suất, hiệu chữa cháy rừng thiết bị cao chữa cháy rừng thủ cơng, dập tắt đám cháy vừa nhỏ với chiều cao lửa ≤ 2m - Kết khảo nghiệm cho thấy máy phun đất cát chữa cháy rừng áp dụng để chữa cháy rừng thực tế 77 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thực xong đề tài chúng tơi có số kết luận sau: Trên sở nghiên cứu lý thuyết trình cháy đề tài lựa chọn chất chữa cháy rừng chỗ sẵn có là: khơng khí đất cát phù hợp với việc chữa cháy rừng nơi có địa hình đồi núi cao, nơi khơng có nguồn nước Đề tài xây dựng mơ hình tính toán máy phun đất cát chữa cháy rừng, xây dựng sở tính tốn hệ thống quạt gió, thiết lập cơng thức tính tốn áp lực quạt gió, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến áp lực quạt gió, kết khảo sát cho thấy dạng cánh quạt, đường kính trong, đường kính ngồi, bề rộng, diện tích cửa vào gió, góc lắp ráp đầu vào đầu cánh quạt tham số ảnh hưởng lớn đến chất áp lực suất quạt gió để hút phun đất cát Đề tài phân tích lựa chọn dạng cắt đất hợp lý để sử dụng cho q trình cắt đất máy dạng cắt theo nguyên lý va đập, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt đất để tìm qui luật ảnh hưởng, đề tài thiết lập cơng thức tính tốn cơng suất động cơ, xác định công suất cần thiết động 4,17 kw, từ lựa chọn loại động phù hợp động cưa xăng Husvarna 385 Bằng nghiên cứu thực nghiệm đề tài xác định qui luật ảnh hưởng thơng số quạt gió đến suất phun đất cát, kết phù hợp với kết khảo sát tốn theo mơ hình lý thuyết, nên mơ hình tính theo lý thuyết chấp nhận được, đề tài xác định thông số tối ưu góc lắp ráp đầu vào β1 = 64,40, góc lắp ráp đầu β2 = 142,20 số lượng cánh quạt Z = 16 cánh, suất lớn máy phun đất cát là: Ns = 6,02kg/phút Đề tài tiến hành khảo nghiệm máy phun đất cát thiết kế chế tạo, kết khảo nghiệm xác định suất dập lửa thiết bị, kết khảo nghiệm cho thấy suất hiệu dập lửa thiết bị cao dập thủ cơng, dập tắt đám cháy nhỏ vừa 79 Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu có hạn, với giới hạn đề tài trình bày phần mở đầu, để hoàn thiện thiết bị cần phải tiếp tục nghiên cứu số vấn đề sau: Cần tiếp tục nghiên cứu rung động máy để đưa giải pháp chống rung cho thiết bị, tiếp tục nghiên cứu tối ưu thêm số thông số khác hệ thống cắt đất Cần phải tiếp tục nghiên cứu kết cấu thiết bị để người sử dụng, có thuận lợi cho trình chữa cháy Cần tiếp tục nghiên cứu vật liệu chế tạo chi tiết để đảm bảo độ bền trọng lượng thiết bị nhẹ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Bộ Nông nghiệp phát triển Nông thôn, Cục Kiểm lâm (2000), Văn pháp quy phòng cháy, chữa cháy rừng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Vũ Khắc Bảy (2005), Toán kỹ thuật, Bài giảng cao học máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp Nguyễn Văn Bỉ (1997), "Giải toán tối ưu đa mục tiêu công nghiệp rừng" Thông tin khoa học lâm nghiệp Cục Kiểm lâm (1988), Báo cáo kết đề tài "Nghiên cứu số biện pháp phịng cháy, chữa cháy rừng Thơng rừng Tràm" 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 Đặng Thế Huy (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học khí nơng nghiệp, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội 10 Đặng Thế Huy (1995), Một số vấn đề học giải tích học máy, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội 11 Lê Công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học phần nghiên cứu thực nghiệm, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 12 Hoàng Hà (2010), Nghiên cứu khả di động xe chữa cháy rừng đa năng, Luận văn thạc sỹ, ĐHLN, 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 15 Đặng thị Tố Loan (2010), Nghiên cứu dao động số phận xe chữa cháy rừng đa năng, Luận văn thạc sỹ, ĐHLN 16 Nguyễn văn May (2007), Bơm quạt máy nén, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 81 17 Phan Thanh Ngọ (1996), Nghiên cứu số biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng Thông ba (Pinus.kesiya Royle ex Gordon), rừng Tràm (Melaleuca cajuputi Powel) Việt Nam, Luận án Phó tiến sĩ Khoa học nông nghiệp, Hà Nội 18 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 19 Vương Văn Quỳnh (2005), Báo cáo đề tài "Nghiên cứu xây dựng giải pháp phòng cháy khắc phục hậu cháy rừng cho vùng U Minh Tây Nguyên, Đề tài cấp nhà nước 20 Lê Sâm ( 2008), Nghiên cứu máy tạo hố trồng đất dốc, luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 21 Dương Văn Tài (2007), Nghiên cứu khảo nghiệm cải tiến thiết bị chữa cháy rừng sử dụng đất cát, khơng khí nước dạng sương, Đề tài cấp sở 22 Dương Văn Tài (2010), Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng, đề tài trọng điểm cấp nhà nước 23 Bùi Thế Tân, Trần Vũ Thiệu (1980), Các phương pháp tối ưu hoá NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 24 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 25 Đinh Ngọc Tuấn (2002), Giáo trình sở lý hố q trình phát triển dập tắt đám cháy, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 26 Đặng Tùng, Đào Quốc Hợp, Cao Đắc Phong (2004), Giáo trình lý thuyết trình cháy, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 27 Lê Văn Tiến (1991), Giáo trình lý thuyết xác suất thống kê toán học, NXB Đại học giáo dục chuyên nghiệp, Hà Nội 28 Nguyễn Minh Tuyển (2005), Bơm, máy nén, quạt công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội 29 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 Nội 30 Vũ Văn Tuân (2010), Nghiên cứu hệ thống hút phun đất cát khơng khí xe chữa cháy rừng đa năng, Luận văn thạc sỹ, ĐHLN 82 Tiếng Anh 31 A.A Brown, K.P Davis, Forest fire: Control and Use 2nd edition McGraw Hill C Chandler (1991) Forest-fire Management and Organization (Fire in Forestry; Vol 2), Krieger Publishing Company 32 Enrico Marchi a, Enrico Tesi b, Niccolo` Brachetti Montorselli a, Francesco Neri Helicopter activity in forest fire-fighting: A data analysis proposal Forest Ecology and Management 234S (2006) S254 Available online at 33 Fire in Indonesia and the Integrated Forest Fire Management Project – IFFM (IFFN No 23 - December 2000, p 12-16) 34 Gorte, R.W (2000), Forest Fire Protection CRS Report for Congress Congressional Research Service, The Library of Congress, Order Code RL30755 35 Myung-Hee Jo, Yun-Won Jo, Joon Bum Kim Developing the forest fire extinguish equipment management system using GPS and GIS Available online at 36 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 37 SAF(2), (2004), Fire Preparedness a Hot Topic in House and Senate Hearings The Forestry Source 9(6), http://www.safnet.org/periodicals/forestrysource.cfm) 38 USFS, (2000), Policy implications of large fire management: a strategic assessment of factors influencing costs State and Private Forestry, Washington 39 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 1998 83 Tiếng Trung 40 黄仁楚主编。营林机械理论与计算（第二版）。中国林业出版社，1991 41 风力灭火机课题组。风力灭火机灭火原理的试验研究。南京林业大学 1989 42 林业部护林防火办公室编。森林防火。中国林业出版社，1984 43 北京林业大学主编。森林防火实用教材。北京林业大学，1980 44 .潘国庆，周永钊。改善风力灭火机性能的试验研究。南京林业大学报,1990年第三期 45 啟字，洪大森等。CGL25/5型轮式森林消防车的研制。北京林业大学森工系，1990 46 东北林业大学主编。营林机械化。中国林业出版社，1983 47 张扬主编。农业机械化及其运用原理。中国人民大学出版社，1989 48 蒋波。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，2003 49 冯艳红。基于web的森林防火专家系统的研究。西北林业大学硕士学位论文，2005 50 邹国立,王立伟。实用森林草原灭火战术技术 呼赫浩特：内蒙古大学出版社，1989 51 董斌兴。森林火灾扑救 。哈尔滨：东北林业大学出版社，1999 52 唐纳德，波瑞。野外火的扑救 。北京：中国林业出版社，1989 53 姚树人，文定元。森林消防管理学。北京：中国林业出版社，2004 54 郑怀兵，张南群。森林防火。北京：中国林业出版社，2006 ... Phạm vi nghiên cứu đề tài Nghiên cứu máy phun đất cát chữa cháy rừng vấn đề rộng cần thời gian dài, đề tài giới hạn nội dung sau đây: - Thiết bị nghiên cứu: Đề tài không nghiên cứu phần động máy, ... cơng tác chữa cháy rừng, góp phần hạn chế diện tích rừng bị cháy 2 Xuất phát từ lý mà tiến hành thực đề tài: Nghiên cứu máy phun đất cát chữa cháy rừng Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xuất phát... Dương Văn Tài [22]: ? ?Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng? ??, kết đề tài thiết kế, chế tạo khảo nghiệm máy phun đất cát chữa cháy rừng Song kết đề tài chưa nghiên