كيف تعمل فوهات خرطوم الحريق

الدور الأساسي لفوهات خراطيم الحريق في مكافحة الحرائق الحديثة

تعريف فوهة خرطوم الحريق

في الثواني الحرجة التي تلي وصول فريق الاستجابة الأولى إلى حريق هيكلي، تكون الأداة الأكثر حسمًا في الترسانة التكتيكية هي فوهة خرطوم الحريق . في حين أن محرك الإطفاء يوفر الطاقة والخرطوم يوفر القناة، فهو كذلك فوهة خرطوم الحريق الذي يكون بمثابة الحكم النهائي لتطبيق المياه. إنها الواجهة التي تجتمع فيها ديناميكيات السوائل عالية الضغط مع إخماد الحرائق التكتيكي. أ فوهة خرطوم الحريق ليس مجرد رشاش أو قطعة نهائية سلبية؛ إنه جهاز للتحكم في التدفق مصمم بدقة. والغرض الأساسي منه هو تشكيل مجرى المياه، والتحكم في حجم التصريف، وتوفير الوصول اللازم لضرب مقر الحريق من مسافة آمنة. دون أن يعمل بشكل صحيح فوهة خرطوم الحريق فإن الماء الذي يتحرك عبر خط 1.75 بوصة أو 2.5 بوصة سيظهر ككتلة مضطربة وغير فعالة بلا سرعة وقدرة تبريد محدودة.

أهمية في مكافحة الحرائق

أهمية فوهة خرطوم الحريقs في مكافحة الحرائق لا يمكن المبالغة فيها. إنهم مسؤولون عن العديد من الوظائف الحاسمة في ساحة النار. الأول هو تنظيم التدفق، والذي يتضمن التحكم في الجالون في الدقيقة (GPM) لمطابقة معدل إطلاق الحرارة من النار. إذا كان التدفق غير كاف، فسوف تستمر النار في النمو بغض النظر عن الماء المطبق. الثاني هو تشكيل الدفق، حيث فوهة خرطوم الحريق يحول الضغط إلى شكل صالح للاستخدام، سواء كان تيارًا صلبًا مخترقًا أو درعًا ضبابيًا ممتصًا للحرارة. ثالثًا، حماية المشغل، وذلك باستخدام أنماط رش واسعة الزاوية لإنشاء ستارة مائية تحمي رجال الإطفاء من الحرارة الإشعاعية وظروف الوميض. ال فوهة خرطوم الحريق هو السلاح الدفاعي والهجومي الأساسي لرجال الإطفاء، مما يجعل موثوقيته الميكانيكية مسألة حياة أو موت.

المبادئ الأساسية لفوهات خرطوم الحريق

1. ضغط المياه ومعدل التدفق

فهم الضغط (PSI) والتدفق (GPM)

أداء الجميع فوهة خرطوم الحريقs يتم قياسه من خلال متغيرين أساسيين: الضغط، ويقاس بالجنيه لكل بوصة مربعة (PSI)، ومعدل التدفق، ويقاس بالجالون في الدقيقة (GPM). يمثل الضغط (PSI) الطاقة الكامنة التي توفرها مضخة الحريق. في سياق فوهة خرطوم الحريقs يشير ضغط الفوهة على وجه التحديد إلى الضغط عند الطرف أو الفتحة. يحدد هذا الضغط سرعة الماء، وبالتالي مدى وصول التيار واختراقه. يمثل معدل التدفق (GPM) الحجم الفعلي للمياه التي يتم تسليمها. في فيزياء مكافحة الحرائق، GPM هو ما يطفئ الحريق بالفعل عن طريق امتصاص الوحدات الحرارية البريطانية (BTUs). العلاقة بين هذين الاثنين تحكمها حجم فتحة التفريغ داخل فوهة خرطوم الحريق . إذا ظل حجم الفتحة ثابتًا، فإن زيادة PSI ستؤدي إلى زيادة GPM، ولكن فقط إلى نقطة معينة قبل أن يؤدي الاضطراب إلى تدهور جودة التدفق.

كيف تتحكم الفوهات في الضغط والتدفق

فوهات خرطوم الحريق بمثابة نقطة التقييد في الدائرة الهيدروليكية. عن طريق تضييق مسار المياه، و فوهة خرطوم الحريق يحول طاقة الضغط الناتجة عن المضخة إلى طاقة السرعة. وفقًا لمبدأ برنولي، كلما زادت سرعة السائل المتحرك، انخفض الضغط داخل السائل، لكن الطاقة الحركية للتيار تزداد. هذا يسمح فوهة خرطوم الحريقs لضخ المياه لمسافات طويلة. تصاميم مختلفة من فوهة خرطوم الحريقs تعامل مع هذا بشكل مختلف: توفر الفوهات ذات الفتحة الثابتة GPM محددًا عند PSI محددًا، بينما توفر التدفق المتغير فوهة خرطوم الحريقs اسمح للمشغل بضبط حجم الفتحة لتغيير GPM أثناء التنقل.

2. رد فعل الفوهة

قانون نيوتن الثالث في العمل

التشغيل فوهة خرطوم الحريقs ينطوي على إدارة قوة بدنية كبيرة تعرف باسم رد فعل الفوهة. وفقا لقانون نيوتن الثالث للحركة، لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه. كما فوهة خرطوم الحريق يسرع الماء من الطرف، ويبذل الماء قوة متساوية للخلف على الفوهة والمشغل. حجم هذا التفاعل هو دالة لكل من التدفق (GPM) والضغط (PSI). عالية التدفق فوهة خرطوم الحريقs يمكن أن يؤدي تشغيلها عند ضغوط عالية إلى توليد قوة رد فعل كافية لتتطلب العديد من رجال الإطفاء لتثبيت الخط.

إدارة قوة رد فعل الفوهة

بالنسبة للتحليل الفني، يمكن تقدير قوة التفاعل بالجنيه باستخدام صيغ محددة. بالنسبة للفوهات الملساء، يتم حساب التفاعل بناءً على مربع القطر وضغط الفوهة. بالنسبة لفوهات الضباب، يكون التفاعل نتاج GPM والجذر التربيعي لضغط الفوهة. إن فهم هذه الديناميكيات يسمح لطواقم الإطفاء باختيار المناسب فوهة خرطوم الحريقs لمستويات التوظيف الخاصة بهم.

3. أنواع فوهات خرطوم الحريق

فوهات تتحمل ناعمة

كيف يعملون: فوهات تتحمل على نحو سلس يتكون من مجرى مائي داخلي بسيط مدبب وينتهي بفتحة أسطوانية ناعمة خالية من العوائق. يركز هذا التصميم على إنشاء تيار قوي ومتماسك من الماء. المزايا: وصول واختراق فائقان؛ تيارات صلبة تقلل من إنتاج البخار في غرفة النار. متسامح للغاية مع الحطام في إمدادات المياه. العيوب: GPM ثابت لكل حجم طرف؛ لا يوجد درع ضبابي وقائي لرجال الإطفاء. التطبيقات المثالية: المباني التجارية ذات الأحمال النارية العالية، والهجمات الدفاعية الخارجية، ومتطلبات الوصول بعيدة المدى.

فوهات الضباب (فوهات الرش القابلة للتعديل)

كيف يعملون: Inside these فوهة خرطوم الحريقs يتم توجيه الماء حول الجذع المركزي. من خلال تدوير حلقة التعديل، يقوم رجل الإطفاء بتغيير موضع المصد بالنسبة إلى الجذع، مما يؤدي إلى تحويل الماء إلى أنماط مختلفة. المزايا: الحد الأقصى لامتصاص الحرارة من خلال رذاذ الماء؛ يوفر درع حماية للأفراد؛ متعددة الاستخدامات للغاية لمختلف أنواع الحرائق. العيوب: المزيد من الأجزاء المتحركة التي تتطلب الصيانة؛ يمكن أن ينتج بخارًا زائدًا إذا تم استخدامه بشكل غير صحيح. التطبيقات المثالية: مكافحة الحرائق البلدية العامة، والهجمات الهيكلية الداخلية، والتهوية الهيدروليكية.

الفوهات الأوتوماتيكية

كيف يعملون: The core of an automatic فوهة خرطوم الحريق عبارة عن حاجز مُحمّل بنابض مُعاير. يتحرك بناءً على الضغط الداخلي للحفاظ على PSI ثابت حتى لو تقلب GPM للمضخة. المزايا: يحافظ على تيار فعال حتى مع تقلب إمدادات المياه؛ سهل الاستخدام لمشغلي المضخات. العيوب: ميكانيكا داخلية معقدة. يمكن أن يخفي حقيقة أن حجم الماء الفعلي (GPM) قد انخفض إلى مستويات منخفضة بشكل خطير. التطبيقات المثالية: المواقف ذات ضغط الماء المتغير أو خبرة مشغل المضخة المحدودة.

الفوهات المتخصصة

الفوهات الثاقبة: مصممة ليتم دفعها عبر الجدران أو جلود الطائرات لحقن الماء في المساحات الفارغة. فوهات القبو: تتميز برؤوس دوارة لتوفير تغطية 360 درجة في الأقبية أو العلية. فوهات المدخنة: تنتج رذاذًا خفيفًا لإطفاء حرائق المدخنة دون التسبب في صدمة حرارية للمداخن.

مكونات فوهة خرطوم الحريق

جسم الفوهة وصمام الإغلاق

جسم الفوهة هو هيكل الجهاز، وعادةً ما يكون مصنوعًا من الألومنيوم أو النحاس المطلي بطبقة أكسدة صلبة لتحمل الضغوط التي تتجاوز 600 رطل لكل بوصة مربعة. يعد صمام الإغلاق (الصمام الكروي) مكونًا مهمًا يتكون من كرة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو البوليمر مع فتحة مركزية. عندما يتم دفع الكرة والمقبض للأمام، تدور الكرة لمنع التدفق أو السماح به. وهذا يوفر للمشغل التحكم الفوري في تدفق المياه.

طرف الفوهة، والفوهة، وآلية النمط

طرف الفوهة/الفوهة هو نقطة الخروج المصنعة بدقة والتي تحدد جودة التدفق. لنوع الضباب فوهة خرطوم الحريقs ، تتضمن آلية تعديل نمط الرش غلافًا خارجيًا دوارًا وأسنان توربينية (دوارة أو ثابتة) تعمل على تقسيم الماء إلى قطرات. يسمح المدخل الدوار بـ فوهة خرطوم الحريق لتدوير بشكل مستقل عن الخرطوم، ومنع مكامن الخلل.

كيف تخلق فوهات خرطوم الحريق أنماط رش مختلفة

تيارات ناعمة ومستقيمة وضبابية

التدفق السلس: يتم إنتاجه بواسطة تجويف أملس فوهة خرطوم الحريقs ، مما يوفر وصولاً بنسبة 100٪ وأقصى قدر من الاختراق. تيار مستقيم: أضيق مكان في الضباب فوهة خرطوم الحريق ; وهو عبارة عن أنبوب مجوف من الماء يصل إلى 85-90٪ من التجويف الأملس. الضباب الضيق (30-60 درجة): يستخدم للهجوم الداخلي لموازنة التبريد والوصول. ضباب واسع (90 درجة أو أكثر): يخلق ستارة مائية للحماية من الحرارة والتهوية الهيدروليكية.

الميزات والتقنيات المتقدمة

فوهات متغيرة وثابتة وذاتية التعليم

تسمح فوهات التدفق المتغير للمشغل بتحديد GPM (على سبيل المثال، 30، 60، 95، 150) يدويًا عبر حلقة التحديد. تضمن فوهات التدفق الثابت بقاء GPM متطابقًا بغض النظر عما إذا كان النمط عبارة عن تيار مستقيم أو ضباب واسع. تتميز الفوهات ذاتية التوصيل بوجود فنتوري داخلي لسحب تركيز الرغوة مباشرة إلى مجرى حرائق الفئة ب. تظهر الآن الفوهات الإلكترونية لاستخدامها في الوحدات الآلية والشاشات التي يتم التحكم فيها عن بعد.

صيانة ورعاية فوهات خرطوم الحريق

التفتيش والتنظيف

التفتيش الدوري: تحقق فوهة خرطوم الحريقs للخدوش الموجودة في الفتحة، مما يضمن أن الدوران يدور بحرية وأن البالة تعمل بسلاسة. إجراءات التنظيف: اغسل بالماء العذب بعد كل استخدام لإزالة الرواسب. استخدمي صابونًا خفيفًا للجزء الخارجي؛ تجنب استخدام مواد التشحيم البترولية على الأختام الداخلية.

استكشاف المشكلات الشائعة وإصلاحها

اعتبارات السلامة

التعامل والتواصل

تجنب المطرقة المائية: لا تضرب أبدًا أ فوهة خرطوم الحريق اغلاق؛ أغلق البالة ببطء لمنع ارتفاع الضغط الذي يؤدي إلى انفجار الخراطيم. الموقف المناسب: حافظ على مركز ثقل منخفض للتحكم في قوة رد الفعل. الاتصال: يجب على مشغل الفوهة التنسيق مع مهندس المضخة لضمان فوهة خرطوم الحريق يتلقى الضغط الصحيح لGPM المطلوب.

الأسئلة الشائعة

ما هو PSI المثالي لفوهة خرطوم الحريق الملساء؟ عادةً ما يكون 50 رطل لكل بوصة مربعة هو ضغط التشغيل القياسي عند الطرف للتجويف الأملس المحمول باليد فوهة خرطوم الحريقs ، مما يوفر أفضل توازن في الوصول ورد الفعل الذي يمكن التحكم فيه.

هل يمكن استخدام فوهات الضباب لتطبيق الرغوة؟ نعم، العديد من نوع الضباب فوهة خرطوم الحريقs مصممة للعمل مع الرغوة، خاصة إذا كانت تحتوي على أسنان تهوية أو تم استخدامها مع ملحق أنبوب الرغوة.

لماذا تتسرب فوهة خرطوم الحريق عند الدوران؟ عادة ما يكون سبب التسريبات هو الحشية الدوارة التالفة أو الجافة. يعد الفحص المنتظم واستبدال هذه الأختام المطاطية أمرًا ضروريًا فوهة خرطوم الحريق صيانة.

كيف يؤثر GPM لفوهة خرطوم الحريق على وقت إخماد الحريق؟ يحدد GPM إجمالي قدرة امتصاص الحرارة. إذا تجاوز GPM الوحدات الحرارية البريطانية (BTUs) التي تنتجها النار، تحدث ضربة قاضية بسرعة. إذا كان GPM منخفضًا جدًا، فإن فوهة خرطوم الحريق لن تكون قادرة على خفض درجة الحرارة.

ما هو الفرق بين فوهة خرطوم الحريق ذات الجالون الثابت والفوهة الأوتوماتيكية لخرطوم الحريق؟ جالون ثابت فوهة خرطوم الحريق يسلم كمية محددة من الماء عند ضغط معين. تقوم الفوهة الأوتوماتيكية بضبط فتحتها الداخلية للحفاظ على ضغط ثابت حتى لو تقلبت إمدادات المياه.