Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp pTNT Tr-ờng đại học lâm nghiệp =====***===== NGUYN TH SN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ THỐNG LÀM BĂNG CÁCH LY ĐÁM CHÁY TRÊN XE CHỮA CHY RNG A NNG Luận văn thạc sỹ khoa học Kỹ thuật H NI 2011 Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp pTNT Tr-ờng đại học l©m nghiƯp =====***===== NGUYỄN THẾ SƠN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ THỐNG LÀM BĂNG CÁCH LY ĐÁM CHÁY TRÊN XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị gới hóa Nông lâm nghiệp MÃ số: 60.52.14 Ng-ời h-ớng dẫn khoa học TS D-ơng văn tài H NI 2011 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 12,6 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 cháy rừng gây 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, làm ảnh hưởng đến mơi trường sinh thái 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 dẫn đến suất hiệu dập lửa thấp, tốn nhiều công sức Một số đơn vị sử dụng số thiết bị chữa cháy máy bơm nước, xe ô tô chữa cháy rừng , hiệu chữa cháy thấp, không 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 năng, xe sử dụng nhiều cơng nghệ kỹ thuật chữa cháy rừng, có cơng nghệ làm băng cách ly khoanh vùng lập đám cháy có hiệu Cơng nghệ làm băng cách ly khoanh vùng cô lập 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 làm băng cách ly đám cháy 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 số yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống làm băng cách ly đám cháy xe chữa cháy rừng đa năng” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xây dựng sở lý thuyết tính tốn hệ thống làm băng cách ly đám cháy, đồng thời xác định thông số tối ưu hệ thống xe chữa cháy rừng đa Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống làm băng cách ly đám cháy 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 làm băng cách ly đám cháy ; không nghiên cứu phần dao động, dung động hệ thống - Thiết bị nghiên cứu đề tài hệ thống làm băng cách ly đám cháy 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 làm băng cách ly đám cháy 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 toán hệ thống làm băng cách ly đám cháy để chữa cháy rừng; - Thiết lập cơng thức tính tốn lực cắt hệ thống làm băng cách ly đám cháy; - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt cỏ rác hệ thống làm băng cách ly đám cháy ; - Thiết lập cơng thức tính 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, đồng thời xác định thông số tối ưu hệ thống làm băng cách ly đám cháy Do vậy, nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm vấn đề sau: - Xác định suất hệ thống băng cách ly đám cháy; - Xác định đường kính trống dao; - Xác định chiều dài dao cắt; - Xác định khối lượng dao cắt; - Xác định góc cắt dao cắt 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 Việt Nam có 12,8 triệu rừng (độ che phủ tương ứng 38,8%), 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 Trong vài thập kỷ qua, trung bình năm Việt Nam hàng chục ngàn rừng, cháy rừng khoảng 16.000 Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ cháy rừng thiệt hại cháy rừng gây vòng 40 năm qua (1963 - 2002) Cục Kiểm lâm 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 Thiệt hại ước tính hàng ngàn tỷ đồng, chưa kể đến ảnh hưởng xấu môi trường sống, thiệt hại làm tăng lũ lụt vùng hạ lưu mà chưa xác định làm giảm tính đa dạng sinh học, phá vỡ cảnh quan, tác động xấu đến an ninh quốc phịng… Ngồi cịn gây thiệt hại đến tính mạng tài sản người 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; Quảng Ninh từ năm 1962 - 1983, 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; tỉnh Lâm Đồng từ năm 1981 1994 cháy 43.238 rừng Thông số rừng trồng khác; tỉnh Cà Mau Kiên Giang diện tích rừng Tràm bị cháy năm (1976 - 1980) 43.600 gây thiệt hại triệu m3 gỗ, củi nhiều loại côn trùng, động vật cư trú đó, đồng thời cháy lớp than bùn từ 0,8 đến 1,2 m gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng, đặc biệt năm 1998 Kiên Giang bị cháy 4.262 rừng, tổn thất 20 tỷ đồng; tỉnh Thừa Thiên Huế, mùa khô năm 1991, dùng lửa thiếu ý thức làm cháy 300 rừng Thông, thời gian ngắn thiêu huỷ khu rừng gây trồng 10 năm tuổi; tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk Lâm Đồng tỉnh bị cháy rừng lớn, tính riêng từ năm 1992 - 2000, bốn tỉnh xảy 1.825 vụ cháy rừng, gây thiệt hại 13.290 rừng kinh tế, [6] 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 (theo giá thị trường U Minh khoảng 500.000đ/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%, [7] Cuối năm 2009 đầu năm 2010 với thời tiết nắng nóng bất thường, có thời kỳ cao điểm ngày có hàng trăm vụ cháy rừng sẩy ba Miền nước Để tổng hợp tình hình cháy rừng Việt Nam chúng tơi thống kê bảng 1.1 Bảng 1.1: Tổng hợp tình hình cháy rừng Việt Nam từ năm 2000 - 2009 Tổng số Cháy rừng Cháy rừng Tổng cháy rừng vụ cháy TN (ha) trồng (ha) (ha) 2000 1.816 4.248 4.320 10.384 2001 2.887 5.568 5.821 2002 2.412 7.012 4.721 2003 2.334 7.805 7.356 2004 2.680 4.125 2.104 2005 1.379 6.670 8.316 2006 890 1.023 1.437 2007 589 845 849 2008 1.358 1.359 2.983 10 2009 2.380 3.428 12.457 18.725 42.083 50.364 TT Năm T Ghi 14.276 14.145 17.495 8.909 16.365 3.350 2.283 5.700 18.265 111.172 Từ bảng số liệu (1.1) ta thấy trung bình năm Việt Nam xảy hàng nghàn vụ cháy rừng, gây thiệt hại không nhỏ cho rừng tự nhiên trồng 1.1.2 Tình hình cháy rừng giới - Ở Nga: Tháng 8/2010, hạn hán nặng nề khiến 65.000 diện tích rừng đồng cỏ Nga thuộc dãy Ural; - Ở Mỹ: Tại Great Idaho (8/1911) cháy rừng thiêu huỷ 30.000 ha; - Ở Hy Lạp: Những đám cháy liên tục nước từ năm 1998 tới tháng năm 2000 gây nên quan tâm giới; - 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 ha; - Ở Trung Quốc: Năm 1987 có khoảng triệu rừng bị cháy Hiện vấn đề mơi 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 môi trường, chống cháy rừng nhiệm vụ tồn nhân loại để bảo vệ sống Tóm lại: Do biến đổi khí hậu tồn cầu nên thời tiết ngày thay đổi bất thường, dẫn đến cháy rừng ngày diễn biến phức tạp, nguy cháy rừng ngày cao, số vụ diện tích cháy rừng gây khơng kiềm chế, cơng việc phịng chữa cháy rừng cần phải quan tâm đặc biệt phủ, địa phương, ngành nhà khoa học để hạn chế thấp thiệt hại cháy rừng gây 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu thiết bị chữa cháy rừng giới Cháy rừng thảm häa thiên nhiên mà quốc gia giới phải quan tâm, trọng đầu tư nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật phòng chữa cháy chế tạo thiết bị chuyên dụng để chữa cháy rừng nhằm hạn chế đến mức thấp thiệt hại cháy rừng gây Đặc điểm cháy rừng xảy diện tích rộng lớn, điều kiện địa hình phức tạp, xa nguồn nước, tốc độ lan tràn lửa lớn, việc chữa cháy rừng có đặc điểm riêng khác với chữa cháy dân dụng công nghiệp Việc áp dụng thiết bị chữa cháy công nghiệp dân dụng vào chữa cháy rừng khơng có hiệu khơng phù hợp [36], [37] Có nhiều cơng trình nghiên cứu cơng nghệ chữa cháy rừng giới, theo cơng trình [36], [43], vào đặc điểm vật liệu cháy rừng người ta chia cháy rừng thành loại: Cháy mặt đất (cháy thảm cỏ bụi, khô), cháy tán (cháy dây leo, cành cây), cháy ngầm (cháy lớp tham bùn) Với loại cháy rừng, loại địa hình có cơng nghệ thiết bị chữa cháy cho phù hợp Theo tài liệu [6],[27],[28], [240], nước giới sử dụng công nghệ chữa cháy rừng trực tiếp gián tiếp sau: Công nghệ chữa cháy rừng trực tiếp: - Ngăn không cho ôxy tiếp xúc với vật cháy, kỹ thuật sử dụng phương pháp dùng hố chất (bọt khí CO2), dùng đất cát phủ lên vật cháy, phương pháp thích hợp giai đoạn đầu trình cháy - Hạ nhiệt độ đám cháy xuống điểm cháy, kỹ thuật sử dụng dùng nước, khơng khí thu nhiệt đám cháy để hạ nhiệt độ đám cháy xuống điểm cháy đám cháy bị dập tắt Công nghệ chữa cháy rừng gián tiếp Cách ly vật liệu cháy: mục đích phương pháp cách ly triệt để vật liệu cháy với vật liệu chưa cháy đám cháy không cháy lan xung quanh Kỹ thuật thực phương pháp làm băng trắng phun nước, hoá chất làm cho vật liệu cháy khó cháy khơng cháy Căn vào địa hình, loại rừng, loại thực bì, tác nhân chữa cháy, phương pháp dập lửa, điều kiện kinh tế nước khác mà áp dụng công nghệ thiết bị chữa cháy khác [32, [33], [44] Hầu giới việc chữa cháy rừng lực lượng cứu hoả chuyên nghiệp đảm nhận, có trang thiết bị chuyên dụng, đào tạo công nghệ, kỹ thuật chiến thuật chữa cháy rừng Một số nước có kinh tế phát triển Mỹ, Canađa, Nhật, Trung Quốc…Có nhiều cơng trình nghiên cứu thiết bị chữa cháy rừng chúng ứng dụng có hiệu công tác chữa cháy rừng [35], [37] Thiết bị chữa cháy rừng Mỹ chủ yếu máy bay xe ơtơ chữa cháy Khi phát có đám cháy sau 30 phút, thiết bị chữa cháy rừng có 59 100 -300 gam Kết thí nghiệm xử lý số liệu ghi phụ lục (4), sử dụng phần mềm, chương trình xử lý số liệu qui hoạch thực nghiệm nhận kết sau: - Mơ hình hồi qui: Ns4 = -4 +1,42m (4.15) Giá trị tính tốn theo tiêu chuẩn Kokhren: Gtt = 0,342 Giá trị tính tốn tiêu chuẩn fisher: Ftt = 3,82 - Thực biện pháp kiểm tra: tương tự kiểm tra phần ta có:Gtt < Gb ; Ftt < Fb , mơ hình (4.15) tương thích, phương sai thí nghiệm đồng Từ kết hàm tương quan (4.15) ta xây dựng đồ thị biểu diễn Năng suất cắt đất (dm3/phút) phụ thuộc hàm suất (hình 4.4) với khối lượng dao cắt 500 450 400 350 300 250 200 150 100 100 150 200 250 300 Khối lượng dao cắt (gam) Hình 4.4 Ảnh hưởng khối lượng dao cắt đến suất Nhận xét: Khối lượng dao cắt đất có quan hệ tuyến tính với hàm suất, khối lượng dao cắt tăng lên, lực cắt tăng lên đẫn đến suất tăng lên, kết thực nghiệm phù hợp với khảo sát theo mơ hình lý thuyết chương 60 4.7.3 So sánh kết thực nghiệm với kết khảo sát theo mơ hình lập Từ kết thực nghiệm đơn yếu tố nhận trên, so sánh với kết khảo sát theo mơ hình tính tốn lý thuyết chương chúng tơi có số nhận xét sau: - Ảnh hưởng tham số D; l; m, đến tiêu rõ nét; - Từ hàm hồi qui đồ thị nhận cho thấy tương quan hàm số tham số ảnh hưởng với hàm mục tiêu có qui luật phù hợp với mơ hình tính tốn lý thuyết chương 3, mơ hình tính tốn chương tin cậy được; - Từ kết thu để chọn miền biến thiên tham số ảnh hưởng thí nghiệm đa yếu tố 4.7.4 Kết thực nghiệm đa yếu tố Kết thực nghiệm đơn yếu tố cho thấy ảnh hưởng đường kính trống dao khối lượng dao cắt đến hàn mục tiêu tuyến tính, ảnh hưởng chiều dài dao cắt góc cắt đến hàm mục tiêu phi tuyến, không tiến hành qui hoạch thực nghiệm bậc mà thực qui hoạch thực nghiệm bậc hai, bước thực nghiệm đa yếu tố tiến hành sau: 4.7.4.1 Chọn tham số ảnh hưởng, vùng nghiên cứu giá trị biến thiên thông số đầu vào a) Chọn tham số ảnh hưởng Căn vào kết thực nghiệm chọn tham số ảnh hưởng để tiến hành thực nghiệm đa yếu tố sau: 61 - Đường kính trống dao ảnh hưởng đến suất hàm tuyến tính, đường kính trống dao lớn suất cao, nên chúng tơi không tiến hành thực nghiệm đa yếu tố mà lấy giá trị D= 40cm - Khối lượng dao cắt ảnh hưởng đến hàm suất tuyến tính nên không tiến hành thực nghiệm đa yếu tố mà lấy giá trị định m=200 gam - Chiều dài dao cắt góc cắt hai tham số ảnh hưởng đến hàm suất dạng phi tuyến, nên tiến hành thực nghiệm đa yếu tố để xác định hợp lý b) Chọn vùng biến thiên tham số đầu vào Từ kết thực nghiệm đơn yếu tố, chọn miền biến thiên thông số đầu vào sau: - Đối với chiều dài dao cắt: Từ phương trình Hồi qui (4.13) Đồ thị hình 4.3 nhận thấy chiều dài tăng suất giảm, chúng tơi chọn khoảng biến thiên chiều dài dao là:10 đến 20cm - Đối với góc cắt : tương tự trên, từ phương trình Hồi qui (4.14) Đồ thị hình 4.4, chúng tơi thấy góc cắt tăng từ 20 độ đến 35 độ, suất tăng lên, góc cắt tăng lên từ 35 đến 40 độ suất giảm Vì vậy, chúng tơi chọn khoảng biến thiên từ 200 đến 40o Mức thí nghiệm giá trị mã hố thơng số đầu vào ghi vào bảng 4.1 Bảng 4.1 Mức thí nghiệm thông số đầu vào Các thông số vào Các mức Giá trị mã X2 X3 l ( cm) ( độ) Mức 20 35 Mức sở 15 30 Mức -1 10 25 5 Khoảng biến thiên 62 4.7.4.2 Xây dựng ma trận thực nghiệm Theo 13, chọn ma trận thực nghiệm theo kế hoạch trung tâm hợp thành trực giao với hai thơng số đầu vào trình bày bảng 4.2 Bảng 4.2 Ma trận thí nghiệm theo trung tâm hợp thành trực giao TT X1 X2 TT X1 X2 -1 -1 -1 -1 -1 1 0 -1 10 0 4.7.4.3 Kết thí nghiệm đa yếu tố a) Tiến hành thí nghiệm thăm dị Để kiểm tra kết đo có tuân theo qui luật phân bố chuẩn hay không để xác định số lần lặp lại tối thiểu cho thí nghiệm chúng tơi tiến hành 30 thí nghiệm thăm mức sở (0; 0; 0), thay kết thí nghiệm vào công thức, xác định tiêu Person 2tt = 15,327, so sánh 2tt với tiêu chuẩn Person tra bảng b2 = 21 nhận thấy 2tt < b2 số đo thí nghiệm tuân theo giả thuyết luật phân bố chuẩn tính số lần lặp lại cho thí nghiệm theo cơng thức (4.5), xác định m =2,81 lấy m =3 b) Kết thí nghiệm theo ma trận lập Kết thí nghiệm ghi phần phục lục (5), sử dụng phần mềm chương trình xử lý số liệu thực nghiệm Sau tính tốn kết sau: -Mơ hình hồi qui: Phương trình hồi qui dạng mã: Ns =257,5- 65,83x1 - 35x12 + 6,66x2 + 2,5x1x2 - 22,5x22 (4.16) 63 - Kiểm tra tính đồng phương sai: Giá trị chuẩn Kokhren tính theo cơng thức (4.7) Gtt = 0.154, với m = 27; n-1 = 2; =0,05, tra bảng VIII 13, ta tiêu chuẩn Kokhren : Gb = 0,264 So sánh với giá trị tính toán ta Gtt = 0.072 < Gb = 0,264, phương sai thí nghiệm đồng - Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số mơ hình tốn: Theo tiêu chuẩn Student, hệ số mơ hình có ảnh hưởng đáng kể đến đại lượng nghiên cứu thoả mãn điều kiện: tij tb ij = 0,4 (4.17) Ở đây: tb - hệ số tra bảng theo bậc tự độ tin cậy thí nghiệm tij - hệ số tính ứng với hệ số bij mơ hình hồi qui, giá trị tính tốn tiêu chuẩn Student cho hệ số sau: t00 = 26,8; t10 = -10,05; t11 = - 3,3; t20 = 1,04; t21 = 0,31; t22 = -2,14; Giá trị tiêu chuẩn Student tra bảng (tb) tra bảng tài liệu 25, với mức độ tin cậy thí nghiệm 0,95, số bậc tự Kb =54 ta tìm tb =1,68 So với giá trị tính tốn ta thấy hệ số b10; b11; b2.0; b2.1; b22;; không thoả mãn tiêu chuẩn Student (4.17) theo 13, không bỏ hệ số để nhằm mục đích tìm giá trị tối ưu phần sau - Kiểm tra tính tương thích mơ hình: Giá trị tiêu chuẩn Fisher tính theo cơng thức (4.10): F tt = 3,5, giá trị tiêu chuẩn Fisher tra bảng tài liệu [13], với bậc tư 1 = 12; 2 = 54; =0,05 tìm đựơc Fb = 3,92 so sánh với giá trị tính tốn Ftt < Fb, mơ hình (4.16) coi tương thích - Kiểm tra khả làm việc mơ hình: hệ số đơn định (R2) xác định theo công thức (4.11), sau tính tốn R2 = 0,812, mơ hình coi hữu ích sử dụng 64 - Chuyển phương trình hồi qui dạng thực: Thay giá trị: x 1= l 15 ; x2 = 30 Vào phương trình (4.16) Sau biến đổi ta phương trình hồi qui dạng thực sau: Ns = -648,2 + 25,9 -1,4 +53,8δ +0,1δ - 0,9δ2 (4.18) c) Xác định giá trị tối ưu tham số ảnh hưởng Đạo hàm riêng phương trình hồi qui dạng thực (4.18) theo biến , δ, cho không ta hệ phương trình sau: 25,9 2,8 0,1 53,8 1,8 0,1 (4.19) Giải hệ phương trình (4.19) ta nghiệm sau: = 10,33 cm; δ = 30,46 độ Thay giá trị vào phương trình hồi qui ( 4.18) ta tìm giá trị hàm suất cắt đất lớn Ns = 305,16 dm3/phút Khảo sát phương trình (4.18) ta có phương trình có cực đại điểm = 10,33 cm; δ = 30,46 độ Như giá trị tối ưu thông số đầu vào là: chiều dài dao cắt = 10,33 cm; góc cắt lưỡi cắt δ = 30,460 4.8 Xác định số thông số hợp lý hệ thống làm băng cách ly - Căn kết thực nghiệm đơn yếu tố kết thực nghiệm đa yếu tố thu 1- Chiều dài dao cắt tính tốn giá trị tối ưu = 10,33 cm; 2- Góc cắt tính tốn giá trị tối ưu δ = 30,460 65 Các thơng số tính tốn lựa chọn khoa học để tính tốn hoàn thiện hệ thống làm băng cách ly đám cháy xe chữa cháy rừng đa 4.9 Thử nghiệm hệ thống cắt cỏ rác xe chữa cháy rừng đa Sau tính tốn xong phần lý thuyết, đề tài tiến hành chế tạo lắp ráp hệ thống làm băng cách ly đám cháy xe chữa cháy rừng đa theo thơng số tính tốn lựa chọn hợp lý 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 thử nghiệm thiết bị ngồi thực tế Nội dung mục thử nghiệm hệ thống làm băng cách ly đám cháy xe chữa cháy rừng đa năng, xác định số thông số hệ thống làm băng cách ly đám cháy 4.9.1 Địa điểm 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, lựa chọn khu rừng có địa hình đặc trưng khu vực Tây nguyên - Thử nghiệm tiến hành nhiệt độ khơng khí 30 0C, độ ẩm khơng khí 80%, vận tốc gió 1,5 m/s, trời nắng - Loại thực bì chủ yếu vị trí thử nghiệm cỏ khơ, bụi, đất lẫn sỏi, độ ẩm đất khoảng 25%, địa hình dốc 10-150 66 Hình 4.5 Thử nghiệm hệ thống làm băng cách ly đám cháy 4.9.2 Kết thử nghiệm Sau công tác chuẩn bị hồn tất chúng tơi tiến hành thực nghiệm cho xe chạy để làm băng cách ly đám cháy với vận tốc 12km/h, dụng cụ đo trình bày phần trên, chúng tơi xác định số thông số kỹ thuật hệ thống, kết khảo nghiệm sau xử lý trình bầy bảng 4.3 Bảng 4.3: Tổng hợp kết thử nghiệm hệ thống làm băng cách ly đám cháy TT Thông số kỹ thuật hệ thống làm băng Đơn vị Thơng số thử cách ly đám cháy tính nghiệm vòng/ph 850 Vận tốc vòng quay trống dao Đường kính trống dao cm 40 Chiều dài dao cắt cm 10,33 Góc cắt dao cắt độ 30,46 Chiều rộng băng cắt m 2,5 Chiều sâu cắt cm 2,7cm Vận tốc xe km/h 6-12 Chất lượng băng cách ly Sạch cỏ rác 67 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 Năng suất, chất lượng băng cách ly đám cháy đáp ứng yêu cầu công nghệ chữa cháy rừng Với thông số tính tốn lựa chọn hợp lý cho, suất làm băng cách ly đám cháy cao nhất, chất lượng băng đáp ứng yêu cầu công nghệ chữa cháy rừng 4.10 Kết luận chương Với kết thu phần tơi có số kết luận sau: Bằng nghiên cứu thực nghiệm đề tài xác định qui luật ảnh hưởng tham số đếm hàm mục tiêu Kết nghiên cứu thực nghiệm so 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 ưu hệ thống làm băng cách ly đám cháy là: Chiều dài dao cắt = 10,33 cm; Góc cắt lưỡi cắt δ = 30,460, thơng số tối ưu sở để chế tạo hệ thống làm băng cách ly đám cháy Đề tài tiến hành thử nghiệm hệ thống làm băng cách ly đám cháy thực địa khu rừng thực nghiệm trường Đại học Lâm nghiệp Kết thử nghiệm xác định số thông số hệ thống, thông số đáp ứng yêu cầu công nghệ chữa cháy rừng 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau nghiên cứu xong đề tài, tơi có số kết luận sau: Việc sử dụng hệ thống làm băng cách ly đám cháy xe chữa cháy rừng đa để khoanh vùng cô lập đám cháy phù hợp với nơi khơng có nguồn nước, xa nguồn nước cho hiệu chữa cháy rừng cao, phù hợp với điều kiện chữa cháy rừng Việt Nam Ứng dụng nguyên lý va chạm học, đề tài xây dựng sở lý thuyết tính tốn hệ thống cắt cỏ rác đất dạng búa Từ mơ hình tính tốn thiết lập cơng thức tính tốn phận hệ thống Đề tài thiết lập công thức tính tốn lực cắt cỏ rác đất, cơng suất hệ thống làm băng cách ly đám cháy, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt cỏ rác chi phí lượng riêng Bằng nghiên cứu thực nghiệm đề tài xác định thông số hợp lý tối ưu hệ thống làm băng cách ly đám cháy sau: Chiều dài dao cắt l= 10,33 cm; Góc cắt dao cắt δ = 30,460 Đề tài tiến hành khảo 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 Kết khảo nghiệm cho thấy thông số kỹ thuật hệ thống đáp ứng yêu cầu công nghệ chữa cháy rừng 69 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: 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 cân động, độ bền dao cắt 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 nhiều phương án làm băng cách ly đám cháy sử dụng loại động lực khác 70 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, Hà Nội Nguyễn Văn Bỉ (2004), Cơ học giải tích, giảng cao học Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Cục Kiểm lâm (1988), Báo cáo kết đề tài "Nghiên cứu số biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng Thơng rừng Tràm" Trần Chí Đức(1981), Thống kê tốn học, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Phạm Ngọc Hưng (1994), Phịng cháy, chữa cháy rừng, NXB Nơng 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 l, Tập I NXB Giáo dục, Hà Nội Đặng Thế Huy (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học khí nơng nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 10 Đặng Thế Huy (1995), Một số vấn đề học giải tích học máy, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 11 Lê Công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học phần nghiên cứu thực nghiệm, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội 12 Hồng 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 Đặng thị Tố Loan (2010), Nghiên cứu dao động số phận xe chữa cháy rừng đa năng, Luận văn thạc sỹ, ĐHLN, Hà Nội 71 15 Nguyễn Văn Muốn, Nguyễn Viết Lầu, (1999), Máy canh tác nông nghiệp NXB Giáo dục, Hà Nội 16 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 nơng nghiệp, Hà Nội 17 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 18 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 19 Dương Văn Tài (2006), Báo cáo kết đề tài "Nghiên cứu khảo nghiệm cải tiến thiết bị chữa cháy sử dụng đất cát, khơng khí nước dạng sương”, Đề tài thường xuyên cấp 20 Dương Văn Tài (2010), Báo cáo kết đề tài "Nghiên cứu công nghệ, thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng ”, Đề tài trọng điểm cấp nhà nước KC07.13/06-10 21 Đào Quang Triệu (1994), Phương pháp quy hoạch thực nghiệm cực tiểu tối ưu hoá trình kỹ thuật hệ phức tạp, Bài giảng cao học nghiên cứu sinh Trường đại học Nông nghiệp, Hà Nội 22 Đinh Ngọc Tuấn (2002), Giáo trình sở lý hố q trình phát triển dập tắt đám cháy, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 23 Đặng Tùng, Đào Quốc Hợp, Cao Đắc Phong (2004), Giáo trình lý thuyết trình cháy, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 24 Lê Văn Tiến (1991), Giáo trình lý thuyết xác suất thống kê toán học, NXB Đại học giáo dục chuyên nghiệp, Hà Nội 25 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 26 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, Hà Nội 72 Tiếng Anh 27 A.A Brown, K.P Davis, Forest fire: Control and Use.2nd dition.McGraw Hill C Chandler, (1991), Forest-fire Management and Organization (Fire in Forestry; Vol 2) Krieger Publishing Company 28 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 29 Fire in Indonesia and the Integrated Forest Fire Management Project – IFFM (IFFN No 23 - December 2000, p 12-16) 30 Gorte, R.W (2000), Forest Fire Protection CRS Report for Congress Congressional Research Service, The Library of Congress, Order Code RL30755 31 Myung-Hee Jo, Yun-Won Jo, Joon Bum Kim Developing the forest fire extinguish equipment management system using GPS and GIS Available online at 32 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 33 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) 34 USFS, (2000), Policy implications of large fire management: a strategic assessment of factors influencing costs State and Private Forestry, Washington 35 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 73 Tiếng Trung 36 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 37 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 38 林业部护林防火办公室编。森林防火。中国林业出版社，1984 39 北京林业大学主编。森林防火实用教材。北京林业大学，1980 40 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 41 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 42 东北林业大学主编。营林机械化。中国林业出版社，1983 43 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 44 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 ... rừng yếu tố ảnh hưởng lớn đến suất hệ thống, yếu tố yếu tố ngẫu nhiên không điều khiển nên đề tài lấy giá trị đặc trưng để nghiên cứu - Các yếu tố kết cấu hệ thống: kết cấu hệ thống yếu tố ảnh hưởng. .. cách ly đám cháy tốt Song kết đề tài chưa nghiên cứu sâu ngun lý tính tốn hệ thống, chưa nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến hệ 16 thống, đồng thời chưa nghiên cứu thông số tối ưu hệ thống làm băng... (3.22) bao hàm hệ số ảnh hưởng yếu tố, hệ số 38 khác nên ảnh hưởng khác Quy luật ảnh hưởng yếu tố đến lực cắt thể cơng thức (3.22), kết tìm quy luật ảnh hưởng để lựa chọn thông số hệ thống cắt công