Понятие о потерях напора в пожарных напорных рукавах и расчете насосно-рукавных систем
Насосно-рукавной системой называется совокупность пожарного насоса и рукавных линий со стволами.
При тушении пожаров применяют различные схемы насосно-рукавных систем, выбор которых зависит от характера водоисточника, его удалённости, размеров очага пожара и других показателей. Водителю пожарного автомобиля необходимо ориентироваться в определении требуемого значения напора пожарного насоса.
Величина напора Н используется на преодоление сопротивлений в рукавной системе hс , подъём жидкости на высоту Z и создание свободного напора у пожарного ствола (стволов) Нсв для подачи струй:
Н = hс + Z + Нсв
В пожарном деле величину потерь напора в рукавной системе (рукавных линиях) hс определяют по формуле:
hс = Sс.Q2 (м. вод. ст.),
где: Sс – коэффициент сопротивления рукавной системы;
Q – расход воды (жидкости), л/с.
Величина потерь напора в рукавных линиях зависит от схемы их соединения (см. рис.5.41).
| 
|
Если рукавная система состоит из одного пожарного рукава, то Sс = Sр, где Sр – коэффициент сопротивления пожарного рукава (см. табл.5.10), а потери напора соответственно: hс = Sр . Q2.
Таблица 5.10
Значение коэффициента сопротивления пожарного рукава длиной 20 метров
| Внутренний диаметр рукава, мм | ||||||
| Sр | Прорезиненный | 0,13 | 0,044 | 0,015 | 0,007 | 0,0004 |
| Непрорезиненный | 0,24 | 0,077 | 0,03 | - | - |
При последовательном соединении рукавов Sс представляет собой сумму коэффициентов сопротивлений всех пожарных рукавов:
Sc = S1 + S2 + … Sn ,
а если рукава в рукавной линии одинаковые, то:
Sс = Sр. n ,
где: n – количество рукавов в рукавной линии.
Потери напора в рукавной линии составят: hс = n . Sр . Q2
При параллельном соединении рукавных линий:
|
где S1, S2 … Sn - сопротивление одной рукавной линии в параллельном соединении.
Если рукавные линии одинаковые (S1= S2=…..= Sn), то общее сопротивление системы будет в n2 меньше сопротивления одной рукавной линии в параллельном соединении т.е.
|
n – количество рукавных линий в параллельном соединении.
Так, например если подача жидкости осуществляется по двум параллельным и одинаковым (S1 = S2) рукавным линиям, то:
|
Если подача жидкости осуществляется по трем параллельным и одинаковым (S1 = S2 = S3) рукавным линям, то:
|
Таким образом, параллельное соединение линий значительно снижает общее сопротивление по сравнению с сопротивлением одной линии(при двух одинаковых линиях – в четыре раза, при трех в девять и т.д.). Величины потерь в рукавных линиях приведены в Приложении 3.
Свободный напор у пожарного ствола Нсв необходим для создания компактной струи у пожарного ствола. В таблице 5.12 приводятся величины, отражающие зависимость между радиусом компактной струи, диаметром насадки, напором и расходом жидкости из пожарного ствола. Для ручных стволов рабочей пожарной струей называют такую, у которой радиус действия компактной части равен 17м.
Свободный напор у пожарного ствола (перед его насадком) можно также определить по формуле:
|
SH – коэффициент сопротивления насадка (см. табл.5.11).
Q – расход воды из пожарного ствола, л/с
Таблица 5.11
Значения сопротивлений насадков пожарных стволов (SH)
| Диаметр насадка пожарного ствола, мм | |||||
| SH | 2,89 | 1,26 | 0,634 | 0,353 | 0,212 |
Таблица 5.12
Значение напора (Н) и расхода жидкости (Q)
в зависимости от радиуса компактной струи Rk
| Rk, м | Диаметры насадков, мм | |||||||||
| Н, м | Q, л/с | Н, м | Q, л/с | Н, м | Q, л/с | Н, м | Q, л/с | Н, м | Q, л/с | |
| 8,1 9,6 11,2 13,0 13,9 16,9 19,1 21,4 23,9 26,7 29,7 33,2 37,1 41,7 46,8 53,3 60,9 70,3 82,2 98,2 - - - | 1,7 1,8 2,0 2,1 2,3 2,4 2,6 2,7 2,9 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,3 4,6 4,9 5,3 5,8 - - - | 7,8 9,2 10,7 12,4 14,1 15,8 17,7 19,7 21,8 24,0 26,5 29,2 32,2 35,6 39,4 43,7 48,7 54,6 61,5 70,2 80,6 94,2 - | 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,1 5,3 5,6 5,9 6,2 6,6 7,0 7,5 8,0 8,6 - | 7,7 9,0 10,4 12,0 13,6 15,2 16,9 18,7 20,6 22,6 24,7 27,1 29,6 32,5 35,6 39,1 43,1 47,6 52,7 58,9 66,2 75,1 86,2 | 3,5 3,8 4,1 4,3 4,6 4,9 5,2 5,4 5,7 6,0 6,2 6,5 6,8 7,1 7,5 7,8 8,2 8,7 9,1 9,6 10,2 10,9 11,6 | 7,7 8,9 10,2 11,7 13,2 14,7 16,3 18,0 19,8 21,6 23,6 25,7 28,0 30,5 33,2 36,3 39,6 43,4 47,7 52,7 58,5 65,3 75,5 | 4,6 5,0 5,4 5,8 6,1 6,5 6,8 7,2 7,5 7,8 8,2 8,5 8,9 9,3 9,7 10,1 10,6 11,1 11,7 12,2 12,9 13,7 14,5 | 7,5 8,7 10,1 11,5 12,9 14,4 15,9 17,5 19,2 20,9 22,7 24,7 26,8 29,1 31,5 34,3 37,3 40,6 44,3 48,6 53,5 59,1 65,8 | 5,9 6,4 6,9 7,4 7,8 8,3 8,7 9,1 9,6 10,0 10,4 10,8 11,3 11,7 12,2 12,8 13,3 13,9 14,5 15,2 15,9 16,8 17,7 |
Примеры расчета насосно-рукавных систем при различных схемах соединений рукавных линий.
Пример 1. Определить минимальный требуемый напор у пожарного насоса при подаче воды по рукавной линии (см. рис.5.41 "а") длиной 200 метров из прорезиненных рукавов диаметром 77 мм к пожарному стволу с диаметром насадка 19 мм. Ствол поднят на высоту 20 метров.
Решение. Напор у пожарного ствола для обеспечения рабочей пожарной струи при RK = 17м, должен составлять НСВ = 27,1 м (см. табл.5.12). При этих условиях подача пожарного ствола будет составлять Q = 6,5 л/с. (см. табл.5.12). Потери напора в рукавной линии составят:
hC = n . SP . Q2,
где количество рукавов в рукавной линии n определяется из условия 20% - ного запаса рукавов и 20-ти метровой длины каждого рукава; n=12.
SP = 0,015 (см. табл.5.10)
Тогда: hC = 12.0,015 . 6.52 =7,6 м.
Таким образом, минимальный требуемый напор у пожарного насоса должен составлять:
|
Пример 2. Определить минимальный требуемый напор у пожарного насоса при подаче воды по двум параллельным одинаковым (S1=S2) рукавным линиям (см. рис. 5.41 "б") длиной 100 метров из прорезиненных рукавов диаметром 77 мм к пожарным стволам с диаметром насадка 19 мм. Стволы подняты на высоту 10 метров.
Решение. При параллельном соединении рукавных линий требуемый напор у пожарного насоса целесообразно определять по формулам:
|
|
где:
n – количество рукавов в одной рукавной линии
SP – коэффициент сопротивления одного рукава (см. табл.5.10)
Q – общий расход воды из двух стволов при RK = 17 м (см. табл.5.12)
SH – коэффициент сопротивления насадка пожарного ствола (см. табл.5.11)
|
Тогда:
Минимальный требуемый напор у пожарного насоса должен составлять:
H=30,6+10=40,6 м. (4,06 кг/см2 или 0,4 МПа).
Пример 3. Определить минимальный требуемый напор у пожарного насоса при подаче воды по трем параллельным одинаковым (S1=S2=S3) рабочим рукавным линиям, длиной 100 метров из прорезиненных рукавов диаметром 51мм к пожарным стволам с диаметрами насадков 13 мм со смешанным соединением рукавной системы (см. рис. 5.41 "в") и магистральной рукавной линии длиной 200 м из прорезиненных рукавов диаметром 77 мм (без учета потерь напора на рукавном разветвлении).
Решение. Потери напора в рабочей рукавной системе состоящей из трех параллельных одинаковых рукавных линий с пожарными стволами будут составлять:
|
где:
nP – количество рукавов в одной рабочей рукавной линии;
Sp – коэффициент сопротивления одного рукава рабочей рукавной линии (см. табл.5.10);
SH – коэффициент сопротивления насадка пожарного ствола (см. табл. 5.11);
Q – общий расход воды из трех стволов при RK= 17 м (см. табл. 5.12).
|
Потери напора в магистральной рукавной линии будет составлять:
|
где:
nM – количество рукавов в магистральной рукавной линии;
SM – коэффициент сопротивления одного рукава магистральной рукавной линии (см. табл. 5.10).
|
Тогда минимальный требуемый напор у пожарного насоса:
|
Дата добавления: 2016-03-22; просмотров: 15425;