کفس چیست؟

اگر بخواهیم چطور کار کردن یک سیستم CAFS را در یک جمله به صورت خلاصه توضیح دهیم، باید بگوییم که محلول آب و ماده کف زا، قبل از اینکه به نازل برسند با هوای فشرده ترکیب می شود تا فومی با نسبت انبساط و ویژگی های خیلی خاص تولید شود. اصلی ترین تفاوت این سیستم با خیلی از روش های پرکاربرد فوم سازی، دقیقاً در همین بخش طرز وارد کردن و کنترل هوای فشرده است.

فرآیند تولید فوم در سیستم CAFS چگونه انجام می شود؟

برای اینکه بدانید عملیات کفس چیست باید بگوییم که این فرآیند از آب آغاز می شود. آب توسط پمپ با دبی و فشار مورد نیاز وارد مدار می شود و در ادامه، مقدار مشخصی از ماده کف زا به آن اضافه می شود. حاصل این مرحله یک محلول فوم است؛ البته هنوز فوم نهایی CAFS شکل نگرفته است.

مقدار ماده کف زا باید بر اساس نوع concentrate، کاربرد و دستورالعمل سازنده تعیین شود. بسته به نوع فوم، نرخ تزریق می تواند از مقادیر پایین مانند ۰٫۱٪ تا مقادیر رایج تری مانند ۱٪ یا ۳٪ متفاوت باشد؛ بنابراین نمی توان یک درصد ثابت را برای همه سیستم های CAFS در نظر گرفت. نوع فوم، کاربرد و الزامات پروژه تعیین می کند چه درصدی باید انتخاب شود.

پس از تشکیل محلول، هوای فشرده وارد جریان می شود. در این مرحله، حجم قابل توجهی از گاز درون محلول توزیع می شود و ساختار فومی شکل می گیرد. به زبان ساده در سیستم کفس فرمول زیر دنبال می شود.

آب + کنسانتره فوم ← محلول فوم + هوای فشرده ← فوم CAFS

اما نکته مهم این است که کیفیت محصول نهایی به زیاد بودن هیچ کدام از این اجزا وابسته نیست؛ بلکه تعادل بین آن ها اهمیت دارد.

نسبت انبساط فوم چیست و چرا اهمیت دارد؟

یکی از پارامترهای مهم برای بررسی عملکرد فوم، Foam Expansion Ratio یا نسبت انبساط فوم است. این نسبت نشان می دهد حجم فوم تولید شده چند برابر حجم محلول اولیه آب و ماده کف زا شده است. برای مثال، اگر از یک لیتر محلول فوم، ۱۰ لیتر فوم تولید شود، نسبت انبساط برابر با 1 به 10 خواهد بود.

در CAFS می توان بسته به طراحی سیستم و شرایط عملیاتی، فوم هایی با نسبت های انبساط متفاوت تولید کرد. در بعضی از کاربردهای آتش نشانی، نسبت های پایین تر برای فوم های مرطوب و نسبت های بالاتر برای فوم های خشک تر مورد استفاده قرار می گیرند.

با این حال، یک عدد مشخص را نمی توان به عنوان نسبت استاندارد CAFS معرفی کرد. بنابراین اگر برایتان سوال است که نسبت انبساط فوم در کفس چیست؟ باید بگوییم نسبت انبساط مناسب به نوع فوم، تجهیزات، روش تخلیه و هدف عملیات بستگی دارد.

فوم مرطوب و فوم خشک دقیقاً چه تفاوتی دارند؟

در CAFS معمولاً از مفهوم Wet Foam، Fluid Foam و Dry Foam برای توصیف کیفیت های مختلف فوم استفاده می شود.

• در فوم مرطوب، مقدار آب موجود در ساختار فوم بیشتر است. این ویژگی می تواند برای کاربردهایی که جذب حرارت و خنک سازی اهمیت زیادی دارد مفید باشد.
• با افزایش میزان هوادهی و کاهش سهم مایع در ساختار فوم، فوم خشک تر و حجیم تر می شود. چنین فومی می تواند مدت بیشتری روی برخی سطوح باقی بماند و برای ایجاد پوشش مناسب باشد.

بنابراین تنظیم CAFS صرفاً برای تولید بیشترین حجم فوم انجام نمی شود. هدف، تولید فوم مناسب برای هر حریق خاص است.

فشار و دبی چه نقشی در عملکرد CAFS دارند؟

یکی از اشتباهات رایج این است که تصور کنیم هرچه فشار سیستم بیشتر باشد، عملکرد CAFS بهتر خواهد بود. در واقع فشار باید در محدوده طراحی سیستم قرار داشته باشد. دبی آب نیز اهمیت بسیار زیادی دارد؛ زیرا نسبت آب، ماده کف زا و هوا باید با ظرفیت سیستم هماهنگ باشد.

برای مثال، اگر یک سیستم برای دبی مشخصی طراحی شده باشد اما شرایط کاری آن به شکل قابل توجهی تغییر کند، نسبت اختلاط و کیفیت فوم نیز ممکن است تحت تاثیر قرار بگیرد. به همین دلیل هنگام طراحی CAFS باید Flow Rate، Working Pressure، Foam Concentration و Air Flow در کنار یکدیگر بررسی شوند.

آیا میزان هوای بیشتر باعث تولید فوم بهتر می شود؟

آیا می دانید که میزان هوا در کفس چیست؟ این یکی از مهم ترین نکات فنی درباره CAFS است. افزایش هوای فشرده می تواند نسبت انبساط فوم را افزایش دهد، اما این به معنی بهتر شدن عملکرد در تمام شرایط نیست. فوم بیش از حد خشک ممکن است برای یک کاربرد مشخص مناسب نباشد و در مقابل، فوم بیش از حد مرطوب نیز ممکن است ویژگی پوششی مورد انتظار را ایجاد نکند. در واقع هدف سیستم، رسیدن به کیفیت فوم مورد نیاز برای عملیات است و حداکثر کردن مقدار هوای ورودی مدنظر کاربر نیست.

CAFS چگونه به اطفای حریق کمک می کند؟

آب موجود در فوم با جذب انرژی حرارتی به کاهش دمای سطح کمک می کند. هم زمان، لایه فومی می تواند سطح ماده سوختنی را بپوشاند و تماس آن با محیط را کاهش دهد. در حریق های مربوط به مایعات قابل اشتعال، این پوشش می تواند در شرایط مناسب به کاهش آزاد شدن بخارات سوخت و کنترل سطح حریق کمک کند. در حریق مواد جامد نیز فوم می تواند علاوه بر نقش آب در خنک سازی، سطح ماده را پوشش دهد و در برخی شرایط به جلوگیری از گسترش حریق کمک کند.

چرا تنظیم CAFS باید بر اساس نوع حریق انجام شود؟

فرض کنید یک سیستم برای تولید فوم بسیار خشک تنظیم شده است. چنین فومی ممکن است برای ایجاد یک لایه حجیم روی بعضی سطوح مناسب باشد، اما اگر هدف اصلی انتقال سریع آب و خنک سازی باشد، شاید انتخاب مناسبی نباشد.

برعکس، فوم مرطوب تر آب بیشتری در خود دارد و می تواند در کاربردهای خاصی که خنک سازی اهمیت بیشتری دارد، انتخاب مناسب تری باشد. بنابراین طراحی CAFS باید از این سؤال شروع شود که برای چه نوع حریقی قرار است فوم تولید شود و سپس نسبت آب، ماده کف زا، هوا، فشار، دبی و تجهیزات تخلیه تعیین شوند.

به عنوان مثال در یکی از پروژه های اجرایی کفسیران، مسئله فقط انتخاب یک سیستم CAFS نبود؛ مشخص کردن نوع فوم و تنظیمات مناسب برای شرایط کاری پروژه اهمیت بیشتری داشت. در بررسی اولیه مشخص شد که استفاده از یک تنظیم ثابت برای تمام شرایط عملیاتی، بهترین نتیجه را به ما نخواهد داد.

با توجه به شرایط پروژه، تنظیمات سیستم بر اساس ماده حریق زا انجام شد و در تست عملیاتی، مشخص شد که تفاوت کیفیت فوم در حالت های مختلف کفس چیست و مشاهدات لازم به عمل آمد. همین تجربه یک نکته مهم را نشان می دهد که در CAFS، انتخاب و تنظیم صحیح سیستم به اندازه خود تجهیزات اهمیت دارد.

این موضوع یکی از دلایلی است که توصیه می کنیم قبل از انتخاب سیستم، نوع حریق، ماده سوختنی و شرایط واقعی بهره برداری بررسی شود.

سوالات متداول

1. آیا می توان نسبت انبساط CAFS را در حین عملیات تغییر داد؟

بله، در برخی سیستم های CAFS می توان با تنظیم میزان آب، ماده کف زا و هوای فشرده، کیفیت و نسبت انبساط فوم را تغییر داد؛ اما این تنظیم باید مطابق طراحی سیستم و شرایط حریق انجام شود. 

1. آیا برای همه سیستم های CAFS می توان از فوم ۳ درصد استفاده کرد؟

خیر. ۳ درصد فقط برای کنسانتره هایی مناسب است که سازنده آن ها این غلظت را تعیین کرده باشد. انتخاب درصد تزریق باید بر اساس نوع فوم، کاربرد و مشخصات فنی سیستم انجام شود.