sous pression.

traduction de l'article rédigé par Ed Hartin et disponible sur son site en anglais:

http://cfbt-us.com/wordpress/?p=991

sous pression

Comprendre comment développer correctement les différents jets de la lance a été crucial depuis que les pompiers ont commencé à utiliser les tuyaux et les lances,pour augmenter l'efficacité et l'effectivité des opérations de lutte contre le feu.

Lorsque les pompiers et les officiers choisissent une lance,généralement,ils considèrent 4 caractéristiques concernant la lance sélectionnée:
1/le type de lance(combinée ou jet baton uniquement);2/le débit fixe ou variable;3/le débit;4/la façon dont la pression a été conçue pour la lance.
Nous ne débattrons pas de l'éternel sujet:jet diffusé contre jet bâton dans cet article.Cet article se focalisera sur la pression à la lance et le débit.

la fonction de la lance:

il y a un petit peu plus de 20 ans,une jeune recrue m'a posé une question intéressante.Elle n'avait aucune expérience au sein du service incendie avant son engagement et elle était perplexe concernant les évolutions des tuyaux et ce que elle avait appris à l'académie.Alors que je tentais de l'aider à comprendre ces concepts étrangers,elle a finalement demandé:

"pourquoi utiliser la pompe?pourquoi ne raccordons nous pas directement la lance au tuyau,provenant directement de l'hydrant?".Ses formateurs avaient du penser que ce qui était en rapport avec les débits était un sujet destiné aux pompiers affectés aux engins pompes ou que tout le monde avait compris les concepts de base concernant le développement des jets de lance et leurs efficacités.
La fonction principale d'une lance est d'augmenter la vitesse de l'eau qui circule à l'intérieur du tuyau.Un jet de lance doit possèder une vitesse suffisante afin que l'eau qui sort de la lance,atteigne la cible visée.

L'équation simple illustrée sur le premier schéma(tête de cet article)est essentielle pour comprendre le "design"/la forme de la lance et sa performance.Le débit(la quantité d'eau)provenant d'une lance dépend de la zone d'ouverture et de la vitesse de l'eau qui est "déchargée"(pour une taille d'ouverture donnée,plus la vitesse sera grande,plus le débit sera élevé/important)Le changement de direction à la plaque de déflection a pour résultat,la formation des petites gouttelettes d'eau.Les lances peuvent aussi possèder des dents fixes ou tournantes,des turbines à dents pour aider à produire les gouttelettes d'une taille appropriée lorsque l'eau sort de la lance.(schéma en tête de cet article,deuxième en partant du bas)



Q:débit=A:Aire V:vitesse V:vitesse=Q: débit
__ ______

A: aire

comme indiqué dans l'équation:débit=SV.le débit est dépendant de la vitesse et de la taille de l'orifice de la lance.cette relation est simple à comprendre lorsque nous observons des lances à jet bâtons:la pression de la lance traduit la vitesse au 'tip"/embout de la lance.par exemple,un tip de 32mm aura pour débit 1200l/m à 345kpa.Augmenter la pression à la lance de 552 kpa,va accroitre le débit à 1518 l/m.Le débit peut varier en changeant la taille du "tip",la pression de la lance,ou les deux.

En visualisant la taille de l'orifice de la lance,ceci est un peu plus dificile avec les lances combinées.La plupart des lances combinées utilisent une déviation pour former le jet diffusé.l'orifice de la lance à la forme d'une bague,placée à l'annulaire,entre le déviateur et la partie du" corps du tip" de la lance.


Pression de la lance et taille des gouttelettes:

*L'eau est un excellent agent d'extinction car elle possède une chaleur spécifique élevée(l'énergie requise pour atteindre sa température)et une chaleur latente de vaporisation élevée(l'énergie requise pour changer ceci de l'eau à la vapeur).La conversion de l'eau en vapeur est plus significative car elle absorbe 7.5 fois plus d'énergie que le fait de chauffer l'eau de 20 degrés Celsius jusqu'à son point d'ébullition.Le pouvoir du pompier n'est pas simplement lié au débit,mais le débit,efficacement appliqué pour transformer la chaleur des gaz chauds et surfaces,en changeant la phase du liquide(eau) en gaz(vapeur).Eteindre un feu dans un compartiment implique de convertir un débit suffisant d'eau en l'énergie absorbée dans le processus de changement d'eau en vapeur:ceci possède l'impact le plus efficace dans l'extinction du feu.

*Le lieu ou l'eau est vaporisée dépend de la méthode de contrôle du feu utilisée(attaque directe,attaque indirecte,ou 3D refroidissement des gaz).Dans l'attaque directe,l'eau est vaporisée sur les éléments qui brulent et" pyrolysent" les surfaces des gaz,elle ralentit et arrête le processus de pyrolyse.L'eau est également vaporisée au contact des surfaces chaudes dans une attaque indirecte.Mais dans ce cas là,le but est de produire un volume de vapeur suffisant pour remplir le compartiment,pour finir de controler le feu,ou réduire les risques potentiels liés au comportement du feu,tel un "backdraft "par exemple.Le refroidissement des gaz d'une autre part,requiert que la majorité d'eau soit vaporisée dans la couche des gaz chauds.Ceci refroidit les gaz chauds en amont,fournissant une "zone tampon" et un environnement de travail plus sur pour les pompiers.Il est important de rappeler que le refroidissement des gaz,n'est pas une technique d'extinction,mais plutôt un" outil" pour contrôler l'environnement du feu.

*La chaleur circule des objets à haute température vers les objets à basse température jusqu'à ce que la température s'égalise.les facteurs clé dans la vitesse de transfert de la chaleur sont:la différence en température et la surface des matériaux.Dans l'environnement du feu,la combustion des fuel,près des surfaces,et les gaz chauds sont considérablement( à une température élevée),plus élevés que l'eau utilisée pour controler le feu et l'extinction.La surface de l'eau en contact avec le matériel étant refroidit, est extrèmement significative,et détermine la vitesse de transfert de la chaleur.Une surface large en relation avec la quantité d'eau aura pour résultat un transfert de chaleur plus rapide et un refroidissement plus rapide.Si le volume d'eau reste le même,réduire la taille des gouttelettes accroit sensiblement la surface.par exemple,si la taille des gouttelettes est réduite de moitié,la surface va être augmentée par un facteur de 4.

voir photo posté en tête de cet article.

*Augmenter la surface,augmente le transfert de la chaleur lorsque les gouttelettes se déplacent à travers la couche de gaz chauds,rapidement la température est réduite.cependant,un point négatif concernant les gouttelettes plus petites:elles ne circulent pas assez loin et peuvent ne pas pénétrer une distance large dans un environnement extrèmement chaud.Avec un jet diffusé ayant des petites gouttelettes,ceci sera moins efficace durant une attaque directe ou lors d'un feu dans un compartiment large.Heureusement,lorsque le jet diffusé est ajusté en jet bâton,une bonne partie du problème est résolue!

*Quel est le rapport de la pression à la lance et la taille des gouttelettes?les lances ne produisent pas des tailles de gouttelettes uniformes.le jet diffusé qui est développé par une lance combinée,produit un mélange de petites et plus larges gouttelettes.la taille moyenne d'une gouttelette et le pourcentage de gouttelettes qui sont de 0.33mm de diamètre,dépendent de deux éléments de la lance: sa forme ou design,et sa pression.cependant,pour n'importe quelle forme de lance,si vous augmentez la pression,les gouttelettes seront plus petites.

*Gresham Fire et Emergency servies,ont conduit une série de tests qualitatifs concernant la taille des gouttelettes produites par les conseils de la force opérationnelle des lances mid Force opérant à 345 kpa et 689kpa.La taille des gouttelettes a été évalué en examinant durant le temps de suspension,le temps durant lequel les gouttelettes sont restées suspendues dans l'air après une courte impulsion avec le jet diffusé(les plus petites gouttelettes sont restées suspendues pendant une durée plus longue que les gouttelettes plus larges qui elles tombaient sur le sol plus rapidement).Les résultats ont été filmés et synchronisés pour assurer que la comparaison visuelle était faite au même moment.

les lances qui fonctionnent à une pression plus basse ,produiront des gouttelettes de tailles plus larges.ceci n'influe pas sur l'attaque directe,mais peut avoir un impact significatif, sur l'efficacité et l'effectivité de ces lances lorsqu'elles sont utilisées pour simplement refroidir les gaz.ceci ne signifie pas qu'elles ne peuvent pas être utilisées!!!ceci signifie qu'elles seront moins efficaces et qu'elles auront pour résultat une vaporisation de l'eau moins efficace.


l'impact sur les opérations:

*Alors qu'il est important de comprendre les principes soulignés ,relatifs au design ou à la forme de la lance,est ses performances,il est encore plus important de comprendre l'impact de ces concepts concernant les opérations de lutte contre le feu.le prochain article de cette série,examinera les concepts d'efficacité et d'effectivité plus en détails et expliquera pourquoi la capacité de refroidir efficacement ,peut être plus important que le simple fait de se préoccuper du débit.

traduction Laurence Delorme.