- Khí hậu và thời tiết: Từ thực tiễn ta thấy rằng khí hậu và thời tiết có quan hệ chặt chẽ với cháy rừng Khí hậu và thời tiết khô hanh làm cho độ ẩm của vật liệu
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CHỮA CHÁY RỪNG BẰNG SỨC GIÓ
3.3.2. Xác định lưu lượng, của không khí để dập tắt đám cháy
Theo các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc [35]; [48]; [49], để dập tắt được đám cháy có cường độ nhỏ thì lưu lượng không khí cần thiết là 25 - 50 m3/phút và tốc độ gió là 40 - 80 m/giây. Theo cơ chế dập lửa bằng sức gió, chúng tôi xác định được lưu lượng của không khí cần thiết để làm giảm nhiệt độ của vật cháy xuống dưới điểm cháy.
Để xác định nhiệt lượng cháy của các vật liệu cháy ở rừng, các nhà khoa học đã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp đốt thử vật liệu trong một bình kim loại đo nhiệt lượng và các phương pháp lý thuyết xác định nhiệt lượng khi biết thành phần các nguyên tố hóa học của vật liệu cháy.
Viện sỹ Nga I.A.Kabukop đã đưa ra công thức tính nhiệt lượng cháy của các vật liệu ở rừng như sau: Q = 3250 . K (Kcal/Kg) (3.3)
Trong đó: K - Là hệ số oxy: tức khối lượng oxy cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg vật liệu. Hệ số K được tính theo công thức sau:
K =
3 8
Trong đó: C, H, O – Là lượng Cácbon, Hydro, Oxy tính bằng (Kg).
Thay số vào công thức ta tính được K = 1,1 (KgO2 / Kg VLC).
Thay giá trị K vào công thức (3.4) ta được:
Q = 3250 . 1,1= 3575 (Kcal/Kg VLC).
Căn cứ vào phương pháp chữa cháy rừng là dập tắt không cho cháy lan ra dập phần lửa cháy ngoài biên xung quanh đám cháy còn phần ở trong đám cháy không cần dập, vì sau khi cháy hết vật liệu cháy thì quá trình cháy cũng sẽ bị tắt. Từ phương pháp chữa cháy rừng như trên chúng tôi xác định nhiệt lượng của đám cháy như sau:
- Đối với vật liệu cháy ở trong rừng là cỏ khô, lá khô, chiều dày lớp vật liệu là 40 cm, kết quả thí nghiệm đã xác định được trọng lượng vật liệu cháy ở độ ẩm 17% là: 2 - 6 kg/m2.
- Khi chữa cháy rừng chúng tôi tập trung thổi không khí vào với diện tích là: chiều dài 0,4m, chiều rộng 0,4 m và diện tích thổi là 0,16 m2
, khối lượng của vật liệu cháy ở diện tích thổi vào là: 0,16 m2 x 6 kg/m2 = 0,96 kg.
Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy 0,6 kg vật liệu trong rừng là:
Q = 3575 . 0,96 = 3432 Kcal.
Thời gian để cháy hết 0,6 kg vật liệu trong rừng ở điều kiện bình thường khoảng 60 giây. Nhiệt lượng toả ra của 0,6 kg vật liệu cháy trong rừng trong 1 giây là:
Q = 60 3432
= 57,2 (Kcal/giây)
Kết quả thí nghiệm cho thấy nhiệt độ đám cháy khoảng 4700C, nhiệt độ khi thổi tắt đám cháy là 1600
C. Để nhiệt độ đám cháy giảm từ 4700C xuống 1600C (quá trình cháy bị dập tắt) thì lưu lượng cần thiết được tính theo công thức sau:
Q = L. ( t2- t1 ).C , Kcal/giây (3.5)
t 2 - Nhiệt độ đám cháy; t2 = 4700C;
t1 - Nhiệt độ cần hạ xuống; t1 = 1600C;
C - Nhiệt dung riêng của không khí ẩm (C = 0,24 Kcal/Kg 0C). Từ công thức (3.5) ta có: L = C t t Q ). ( 2 1 = (490 160).0,24 2 , 57 = 0,72 (Kg/giây). Hay L = 72 , 0 = 02 , 1 72 , 0 = 0,7( m3 /s) = 42 m3/ phút
Trong đó: - Là khối lượng riêng của không khí, =1,02 kg/m3.
Như vậy để dập tắt đám cháy có diện tích là 0,16m2, với chiều dày vật liệu cháy rừng là 0,4m thì lưu lượng của không khí cần thiết phải là 0,7 m3
/ giây.