หัวฉีดน้ำดับเพลิงทำงานอย่างไร

บทบาทพื้นฐานของหัวฉีดท่อดับเพลิงในการดับเพลิงสมัยใหม่

การกำหนดหัวฉีดสายส่งน้ำดับเพลิง

ในวินาทีวิกฤติหลังจากการมาถึงของทีมตอบสนองชุดแรกในการยิงโครงสร้าง เครื่องมือที่เด็ดขาดที่สุดในคลังแสงทางยุทธวิธีคือ หัวฉีดท่อดับเพลิง . ในขณะที่รถดับเพลิงจ่ายไฟและสายยางจ่ายท่อร้อยสาย มันคือ หัวฉีดท่อดับเพลิง ที่ทำหน้าที่เป็นผู้ตัดสินขั้นสุดท้ายในการใช้น้ำ เป็นอินเทอร์เฟซที่พลศาสตร์ของไหลแรงดันสูงมาบรรจบกับระบบดับเพลิงทางยุทธวิธี ก หัวฉีดท่อดับเพลิง ไม่ใช่แค่สปริงเกอร์หรือชิ้นส่วนปลายแบบพาสซีฟเท่านั้น เป็นอุปกรณ์ควบคุมการไหลที่ออกแบบอย่างแม่นยำ วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อกำหนดรูปร่างของกระแสน้ำ ควบคุมปริมาตรของน้ำที่ระบายออก และจัดให้มีระยะเข้าถึงที่จำเป็นเพื่อจุดไฟจากระยะที่ปลอดภัย โดยไม่ต้องทำงานอย่างถูกต้อง หัวฉีดท่อดับเพลิง น้ำที่ไหลผ่านเส้นขนาด 1.75 นิ้วหรือ 2.5 นิ้วจะปรากฏเป็นมวลที่ปั่นป่วนและไม่มีประสิทธิภาพโดยไม่มีความเร็วและความสามารถในการทำความเย็นที่จำกัด

ความสำคัญในการดับเพลิง

ความสำคัญของ หัวฉีดท่อดับเพลิงs ในการดับเพลิงไม่สามารถพูดเกินจริงได้ พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบหน้าที่สำคัญหลายประการบนกองไฟ ประการแรกคือการควบคุมการไหล ซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมแกลลอนต่อนาที (GPM) เพื่อให้ตรงกับอัตราการปล่อยความร้อนของไฟ หากน้ำไหลไม่เพียงพอ ไฟก็จะลุกลามต่อไปไม่ว่าจะใช้น้ำเท่าใดก็ตาม ประการที่สองคือ Stream Shaping โดยที่ หัวฉีดท่อดับเพลิง แปลงแรงดันให้อยู่ในรูปแบบที่ใช้งานได้ ไม่ว่าจะเป็นกระแสของแข็งที่ทะลุทะลวง หรือแผ่นบังหมอกดูดซับความร้อน ประการที่สามคือการคุ้มครองผู้ปฏิบัติงาน โดยใช้รูปแบบสเปรย์มุมกว้างเพื่อสร้างม่านน้ำที่ปกป้องนักผจญเพลิงจากความร้อนจากการแผ่รังสีและสภาวะวาบไฟ ที่ หัวฉีดท่อดับเพลิง เป็นอาวุธป้องกันและโจมตีหลักของนักดับเพลิง ทำให้ความน่าเชื่อถือทางกลไกเป็นเรื่องของชีวิตและความตาย

หลักการพื้นฐานของหัวฉีดสายส่งน้ำดับเพลิง

1. แรงดันน้ำและอัตราการไหล

การทำความเข้าใจความดัน (PSI) และการไหล (GPM)

การแสดงของทุกคน หัวฉีดท่อดับเพลิงs วัดโดยตัวแปรหลักสองตัว: ความดัน วัดเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSI) และอัตราการไหล วัดเป็นแกลลอนต่อนาที (GPM) ความดัน (PSI) หมายถึงพลังงานศักย์ที่ได้รับจากปั๊มดับเพลิง ในบริบทของ หัวฉีดท่อดับเพลิงs แรงดันหัวฉีดหมายถึงแรงดันที่ปลายหรือปากโดยเฉพาะ ความกดดันนี้เป็นตัวกำหนดความเร็วของน้ำ และเป็นผลให้กระแสน้ำเข้าถึงและทะลุผ่านได้ อัตราการไหล (GPM) หมายถึงปริมาณน้ำที่แท้จริงที่ส่งไป ในฟิสิกส์การดับเพลิง GPM คือสิ่งที่ดับไฟได้จริงโดยการดูดซับ British Thermal Units (BTU) ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของช่องปล่อยภายใน หัวฉีดท่อดับเพลิง . หากขนาดออริฟิซคงที่ การเพิ่ม PSI จะเพิ่ม GPM แต่จะถึงจุดหนึ่งเท่านั้นก่อนที่ความปั่นป่วนจะทำให้คุณภาพของสตรีมลดลง

หัวฉีดควบคุมความดันและการไหลอย่างไร

หัวฉีดน้ำดับเพลิง ทำหน้าที่เป็นจุดจำกัดในวงจรไฮดรอลิก โดยทำให้เส้นทางน้ำแคบลง หัวฉีดท่อดับเพลิง แปลงพลังงานความดันที่สร้างโดยปั๊มให้เป็นพลังงานความเร็ว ตามหลักการเบอร์นูลลี เมื่อความเร็วของของไหลที่กำลังเคลื่อนที่เพิ่มขึ้น ความดันภายในของไหลจะลดลง แต่พลังงานจลน์ของกระแสจะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ช่วยให้ หัวฉีดท่อดับเพลิงs เพื่อส่งน้ำในระยะทางไกล การออกแบบที่แตกต่างกันของ หัวฉีดท่อดับเพลิงs จัดการสิ่งนี้ให้แตกต่างออกไป: หัวฉีดที่มีปากตายตัวจะให้ GPM เฉพาะที่ PSI เฉพาะ ในขณะที่การไหลแบบแปรผัน หัวฉีดท่อดับเพลิงs อนุญาตให้ผู้ปฏิบัติงานปรับขนาดปากเพื่อเปลี่ยน GPM ได้ทันที

2. ปฏิกิริยาของหัวฉีด

กฎข้อที่สามของนิวตันในทางปฏิบัติ

การดำเนินงาน หัวฉีดท่อดับเพลิงs เกี่ยวข้องกับการจัดการแรงทางกายภาพที่สำคัญที่เรียกว่าปฏิกิริยาหัวฉีด ตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน ทุกๆ การกระทำจะมีปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้าม ในฐานะที่เป็น หัวฉีดท่อดับเพลิง เร่งน้ำออกจากปลาย น้ำจะออกแรงถอยหลังเท่ากันที่หัวฉีดและผู้ปฏิบัติงาน ขนาดของปฏิกิริยานี้เป็นหน้าที่ของทั้งการไหล (GPM) และความดัน (PSI) การไหลสูง หัวฉีดท่อดับเพลิงs การทำงานที่แรงดันสูงสามารถสร้างแรงปฏิกิริยาได้มากพอที่จะต้องใช้นักดับเพลิงหลายคนเพื่อรักษาเสถียรภาพของสาย

การจัดการแรงปฏิกิริยาของหัวฉีด

สำหรับการวิเคราะห์ทางเทคนิค สามารถประมาณแรงปฏิกิริยาเป็นปอนด์ได้โดยใช้สูตรเฉพาะ สำหรับหัวฉีด Smooth Bore ปฏิกิริยาจะคำนวณตามกำลังสองของเส้นผ่านศูนย์กลางและความดันหัวฉีด สำหรับหัวฉีดหมอก ปฏิกิริยาเป็นผลคูณของ GPM และรากที่สองของความดันหัวฉีด การทำความเข้าใจพลวัตเหล่านี้ทำให้เจ้าหน้าที่ดับเพลิงสามารถเลือกสิ่งที่เหมาะสมได้ หัวฉีดท่อดับเพลิงs สำหรับระดับบุคลากรเฉพาะของพวกเขา

3. ประเภทของหัวฉีดน้ำดับเพลิง

หัวฉีดเจาะเรียบ

วิธีการทำงาน: หัวฉีดเจาะเรียบ ประกอบด้วยทางน้ำภายในที่เรียบง่ายและเรียวยาวซึ่งสิ้นสุดด้วยปากกระบอกเรียบและไม่มีสิ่งกีดขวาง การออกแบบนี้เน้นที่การสร้างกระแสน้ำที่แข็งตัวและเหนียวแน่น ข้อดี: ระยะการเข้าถึงและการเจาะที่เหนือกว่า กระแสน้ำทึบลดการผลิตไอน้ำในห้องดับเพลิง ทนต่อเศษซากในน้ำประปาได้สูง ข้อเสีย: GPM คงที่ต่อขนาดปลาย; ไม่มีเกราะป้องกันหมอกสำหรับนักดับเพลิง การใช้งานในอุดมคติ: อาคารพาณิชย์ที่รับภาระไฟสูง การโจมตีเชิงป้องกันภายนอก และข้อกำหนดในการเข้าถึงระยะไกล

หัวฉีดหมอก (หัวฉีดสเปรย์แบบปรับได้)

วิธีการทำงาน: Inside these หัวฉีดท่อดับเพลิงs น้ำจะพุ่งไปรอบๆ ก้านตรงกลาง ด้วยการหมุนวงแหวนปรับ นักดับเพลิงจะเปลี่ยนตำแหน่งของกันชนโดยสัมพันธ์กับก้าน ส่งผลให้น้ำเบนเป็นรูปแบบต่างๆ ข้อดี: การดูดซับความร้อนสูงสุดผ่านการทำให้เป็นละอองน้ำ จัดให้มีเกราะป้องกันบุคลากร ใช้งานได้หลากหลายสำหรับไฟประเภทต่างๆ ข้อเสีย: มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวมากขึ้นซึ่งต้องได้รับการบำรุงรักษา สามารถสร้างไอน้ำมากเกินไปได้หากใช้ไม่ถูกต้อง การใช้งานในอุดมคติ: การดับเพลิงทั่วไปในเขตเทศบาล การโจมตีโครงสร้างภายใน และการระบายอากาศแบบไฮดรอลิก

หัวฉีดอัตโนมัติ

วิธีการทำงาน: The core of an automatic หัวฉีดท่อดับเพลิง เป็นแผ่นกั้นแบบสปริงโหลดที่ปรับเทียบแล้ว โดยจะเคลื่อนที่ตามแรงดันภายในเพื่อรักษา PSI ให้คงที่ แม้ว่า GPM ของปั๊มจะผันผวนก็ตาม ข้อดี: รักษากระแสน้ำให้ใช้งานได้แม้น้ำประปามีความผันผวน ใช้งานง่ายสำหรับผู้ควบคุมปั๊ม ข้อเสีย: กลไกภายในที่ซับซ้อน สามารถซ่อนความจริงที่ว่าปริมาณน้ำจริง (GPM) ลดลงสู่ระดับที่ต่ำจนเป็นอันตรายได้ การใช้งานในอุดมคติ: สถานการณ์ที่มีแรงดันน้ำแปรผันหรือมีประสบการณ์ผู้ควบคุมปั๊มจำกัด

หัวฉีดพิเศษ

หัวฉีดแบบเจาะ: ออกแบบมาเพื่อให้ขับเคลื่อนผ่านผนังหรือผิวหนังเครื่องบินเพื่อฉีดน้ำเข้าไปในช่องว่าง หัวฉีด Cellar: มีหัวหมุนเพื่อให้ครอบคลุม 360 องศาในห้องใต้ดินหรือห้องใต้หลังคา หัวฉีดปล่องไฟ: สร้างหมอกละเอียดเพื่อดับไฟปล่องไฟโดยไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความร้อนกับปล่องควัน

ส่วนประกอบของหัวฉีดสายดับเพลิง

ตัวหัวฉีดและวาล์วปิด

ตัวหัวฉีดเป็นโครงของอุปกรณ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะทำจากอลูมิเนียมหรือทองเหลืองเคลือบอะโนไดซ์แบบแข็งเพื่อให้ทนทานต่อแรงดันเกิน 600 PSI วาล์วปิด (บอลวาล์ว) เป็นส่วนประกอบสำคัญที่ประกอบด้วยลูกบอลสแตนเลสหรือโพลีเมอร์ที่มีรูตรงกลาง เมื่อผลักก้อนฟางและด้ามจับไปข้างหน้า ลูกบอลจะหมุนเพื่อปิดกั้นหรือปล่อยให้ไหล ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมกระแสน้ำได้ทันที

กลไกปลายหัวฉีด ปาก และรูปแบบ

ปลายหัวฉีด/ปากคือจุดออกที่ผลิตด้วยเครื่องจักรอย่างแม่นยำซึ่งกำหนดคุณภาพการสตรีม สำหรับประเภทหมอก หัวฉีดท่อดับเพลิงs กลไกการปรับรูปแบบสเปรย์เกี่ยวข้องกับการหมุนปลอกด้านนอกและฟันกังหัน (หมุนหรือคงที่) ที่จะแยกน้ำออกเป็นหยด ช่องทางเข้าแบบหมุนช่วยให้ หัวฉีดท่อดับเพลิง เพื่อหมุนแยกจากท่อ ป้องกันการหักงอ

หัวฉีดน้ำดับเพลิงสร้างรูปแบบสเปรย์ที่แตกต่างกันได้อย่างไร

ลำธารเรียบตรงและมีหมอก

กระแสสมูท: ผลิตโดยการเจาะเรียบ หัวฉีดท่อดับเพลิงs ให้การเข้าถึง 100% และการเจาะสูงสุด ลำธารตรง: การตั้งค่าที่แคบที่สุดบนหมอก หัวฉีดท่อดับเพลิง ; เป็นท่อน้ำกลวงที่มีระยะเอื้อมถึง 85-90% ของรูเรียบ หมอกแคบ (30-60 องศา): ใช้สำหรับการโจมตีภายในเพื่อปรับสมดุลความเย็นและการเข้าถึง หมอกกว้าง (90 องศาขึ้นไป): สร้างม่านน้ำเพื่อป้องกันความร้อนและการระบายอากาศแบบไฮดรอลิก

คุณสมบัติและเทคโนโลยีขั้นสูง

หัวฉีดแบบแปรผัน ค่าคงที่ และแบบปรับทิศทางได้เอง

หัวฉีดการไหลแบบแปรผันช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเลือก GPM (เช่น 30, 60, 95, 150) ด้วยตนเองผ่านวงแหวนเลือก หัวฉีดไหลคงที่ทำให้ GPM ยังคงเหมือนเดิม ไม่ว่ารูปแบบจะเป็นแบบน้ำตรงหรือหมอกกว้างก็ตาม หัวฉีดนำไฟฟ้าในตัวมี Venturi ภายในเพื่อดึงโฟมเข้มข้นเข้าสู่กระแสโดยตรงสำหรับเพลิงไหม้ประเภท B หัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์กำลังเกิดขึ้นเพื่อใช้กับหน่วยหุ่นยนต์และจอภาพที่ควบคุมด้วยรีโมต

การบำรุงรักษาและการดูแลหัวฉีดสายส่งน้ำดับเพลิง

การตรวจสอบและการทำความสะอาด

การตรวจสอบตามปกติ: ตรวจสอบ หัวฉีดท่อดับเพลิงs สำหรับรอยบุบในช่องปาก ช่วยให้หมุนหมุนได้อย่างอิสระและก้อนทำงานได้อย่างราบรื่น ขั้นตอนการทำความสะอาด: ล้างด้วยน้ำสะอาดทุกครั้งหลังการใช้งานเพื่อกำจัดตะกอน ใช้สบู่อ่อนสำหรับภายนอก หลีกเลี่ยงสารหล่อลื่นที่มีส่วนผสมของปิโตรเลียมบนซีลภายใน

การแก้ไขปัญหาทั่วไป

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย

การจัดการและการสื่อสาร

หลีกเลี่ยงค้อนน้ำ: อย่ากระแทก หัวฉีดท่อดับเพลิง ปิด; ปิดก้อนฟางอย่างช้าๆ เพื่อป้องกันแรงดันไฟกระชากที่ทำให้ท่อแตก ท่าทางที่เหมาะสม: รักษาจุดศูนย์ถ่วงต่ำเพื่อจัดการแรงปฏิกิริยา การสื่อสาร: ผู้ปฏิบัติงานหัวฉีดจะต้องประสานงานกับวิศวกรปั๊มเพื่อให้แน่ใจว่า หัวฉีดท่อดับเพลิง ได้รับแรงดันที่ถูกต้องตาม GPM ที่ต้องการ

คำถามที่พบบ่อย

ค่า PSI ในอุดมคติสำหรับหัวฉีดท่อดับเพลิงแบบเจาะเรียบคืออะไร โดยทั่วไป 50 PSI คือแรงดันใช้งานมาตรฐานที่ปลายสำหรับการเจาะเรียบแบบมือถือ หัวฉีดท่อดับเพลิงs โดยให้สมดุลที่ดีที่สุดในการเข้าถึงและปฏิกิริยาที่จัดการได้

หัวพ่นหมอกสามารถใช้พ่นโฟมได้หรือไม่? ใช่ครับ มีหมอกหลายแบบ หัวฉีดท่อดับเพลิงs ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานกับโฟม โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีฟันเติมอากาศหรือใช้ร่วมกับท่อโฟม

ทำไมหัวฉีดน้ำดับเพลิงของฉันถึงรั่วที่แกนหมุน? การรั่วไหลมักเกิดจากปะเก็นหมุนที่ชำรุดหรือแห้ง การตรวจสอบและเปลี่ยนซีลยางเหล่านี้เป็นประจำถือเป็นสิ่งสำคัญ หัวฉีดท่อดับเพลิง การบำรุงรักษา

GPM ของหัวฉีดสายส่งน้ำดับเพลิงส่งผลต่อเวลาการน็อคดาวน์ของไฟอย่างไร GPM เป็นตัวกำหนดความสามารถในการดูดซับความร้อนทั้งหมด หาก GPM เกินกว่าหน่วยความร้อนบริติช (BTU) ที่เกิดจากไฟ การล้มลงจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว หาก GPM ต่ำเกินไป หัวฉีดท่อดับเพลิง จะไม่สามารถลดอุณหภูมิลงได้

อะไรคือความแตกต่างระหว่างหัวฉีดน้ำดับเพลิงแบบแกลลอนคงที่และหัวฉีดน้ำดับเพลิงอัตโนมัติ? แกลลอนคงที่ หัวฉีดท่อดับเพลิง ส่งน้ำตามปริมาตรที่กำหนดที่ความดันเฉพาะ หัวฉีดอัตโนมัติจะปรับช่องเปิดภายในเพื่อรักษาแรงดันให้คงที่แม้ว่าน้ำประปาจะผันผวน