ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.06.2019
Просмотров: 11561
Скачиваний: 241
2. Напора насоса, если заданы расчетный расход воды (напор перед
стволом), вид насосно-рукавной системы, а также диаметр и длина рукав-
ных линий.
3. Предельной длины насосно-рукавной системы по расчетному рас-
ходу воды и напору насоса.
При определении расхода воды Q по заданному напору насоса (первая
задача) необходимо учитывать характеристику рукавной системы и харак-
теристику насоса, т. е. H
н
= H
c
z
Q
S
bQ
a
+
=
−
2
c
2
, (2.1)
где S
c
– сопротивление рукавной системы, зависящее от ее вида и диаметра ус-
тановленных на ней пожарных стволов; z – высота подъема пожарных стволов
над осью насоса; a – bQ
2
– характеристика используемого насоса (H
н
).
Тогда максимальный расчетный расход воды, подаваемый насосно-
рукавной системой, составит
с
S
b
z
a
Q
+
−
=
. (2.2)
Для рукавной системы (см. рис. 2.1,
а
), состоящей из одного рукава,
сопротивление вычисляют по формуле
S
с
= S
р
+ S
н
, (2.3)
где
S
р
– сопротивление рукава заданного диаметра длиной
L
= 20 м;
S
н
– сопротивление насадка пожарного ствола (табл. 2.1, 2.2).
Таблица 2.1
Сопротивление пожарных рукавов
Диаметр рукава
Рукава
51 66 77 89
110
150
Прорезиненные
Непрорезиненные
0,13
0,3
0,034
0,077
0,015
0,03
0,00385
–
0,002
–
0,00045
–
При последовательном соединении рукавов (рис. 2.1,
б
) общее сопро-
тивление системы составит
S
с
= S
м
n
м
+ S
р
n
р
+ S
н
,
(2.4)
где
S
м
,
S
р
– соответственно сопротивление одного магистрального и рабо-
чего рукава;
n
м
,
n
р
– количество рукавов в магистральной и рабочей линиях
соответственно.
Сопротивление смешанной системы с тремя пожарными стволами,
показанной на рис. 2.1,
г
, определяется как сумма сопротивлений магист-
ральной и рабочих линий
71
2
3
н
3
3
2
н
2
2
1
н
1
1
м
м
с
1
1
1
1
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
+
+
+
+
+
=
S
S
n
S
S
n
S
S
n
n
S
S
, (2.5)
где
S
1
,
S
2
,
S
3
– сопротивление одного рукава соответственно в первой, второй
и третьей линиях;
n
1
,
n
2
,
n
3
– количество рукавов в линиях;
S
н1
,
S
н2
,
S
н3
– со-
противление насадков стволов.
Таблица 2.2
Сопротивление насадков пожарных стволов
Диаметр
насадка,
мм
S, (с/л)
2
·м
P, л/(с·м
2
)
Диаметр
насадка,
мм
S, (с/л)
2
·м
P, л/(с·м
2
)
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
8,26
5,64
3,98
2,89
2,40
1,63
1,26
0,99
0,787
0,634
0,516
0,425
0,353
0,295
0,249
0,212
0,181
0,348
0,421
0,501
0,588
0,682
0,783
0,891
1,01
1,13
1,26
1,39
1,53
1,68
1,84
2,00
2,17
2,35
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
38
40
42
44
46
48
50
63
0,156
0,134
0,117
0,102
0,088
0,079
0,070
0,062
0,055
0,049
0,040
0,032
0,026
0,022
0,018
0,016
0,0132
0,0053
2,54
2,73
2,93
3,13
3,37
3,56
3,80
4,02
4,26
4,51
5,02
5,57
6,14
6,74
7,35
8,02
8,70
13,74
Подставляя найденное значение
Q
(2.2) в характеристику насоса, на-
ходим максимальный напор
Н
н
, который может создать насос, работая со-
вместно с данной рукавной системой, т. е. рабочая точка насоса будет за-
дана параметрами
Q
н
и
Н
н
.
Для определения требующегося напора насоса в зависимости от рас-
хода воды (вторая задача), необходимо располагать всеми параметрами
конкретной рукавной системы. В этом случае характеристика системы оп-
ределяется по формуле
Н
с
= h
p
+ H
cв
+ z
1
+ z
2
+ h
вc
, (2.6)
где
h
p
– потери напора в рукавной системе;
H
cв
– свободный напор перед
стволом;
z
1
–высота подъема стволов над осью насоса;
z
2
– высота всасы-
вания;
h
вc
– потери напора во всасывающей линии.
72
В практических расчетах требуемый напор насоса определяется по
формуле
Н
тр
= S
с
Q
2
+ z
, (2.7)
где
S
с
– сопротивление рукавной линии, зависящее от вида рукавной сис-
темы;
Q
– расчетный расход воды;
z
– высота подъема пожарных стволов
над осью насоса.
Для примера рассмотрим решение этой задачи при использовании на-
сосно-рукавной системы со смешанным соединением, показанной на
рис. 2.2,
г
. Система включает пожарный автонасос, установленный на по-
жарном гидранте, магистральную рукавную линию из
n
м
стандартных ру-
кавов диаметром
d
м
, сопротивлением
S
м
одного рукава, трехходовое рукав-
ное разветвление, расположенное на высоте
z
A
по вертикали относительно
оси насоса (потери насоса в разветвлении составляют
h
A
), три рабочие ру-
кавные линии с диаметром рукавов
d
p1
,
d
p2
,
d
p3
. (сопротивление одного
стандартного рукава
S
1
,
S
2
,
S
3
соответственно) по
n
1
,
n
2
,
n
3
рукавов в каж-
дой линии, и три пожарных ствола диаметром
d
н1
,
d
н2
,
d
н3
с сопротивле-
ниями
S
н1
,
S
н2
,
S
н3
, поднятыми на высоту
z
1
,
z
2
,
z
3
, по вертикали относитель-
но рукавного разветвления.
1 2
3 4
H = a – bQ
2
5
6
7
8
n
м
d
м
(S
м
)
n
1
S
1
n
2
S
2
n
3
S
3
d
н1
d
н2
d
н3
(S
н1
)z
1
(S
н2
)z
2
(S
н3
)z
3
A(z
A
,h
A
)
Рис. 2.2. Расчетная схема насосно-рукавной системы:
1 – пожарный гидрант; 2 – колонка пожарная; 3 – всасывающие рукава;
4 – пожарный автонасос; 5 – магистральная рукавная линия; 6 – разветвление
рукавное трехходовое; 7 – рабочие рукавные линии; 8 – стволы пожарные ручные
Определим требующийся напор насоса при условии, что из первого
ствола с диаметром насадка
d
н1
необходимо по условиям тушения пожара
получить струю с расходом
Q
1
, что соответствует радиусу компактной час-
ти
R
к
(табл. 2.3).
73
Таблица 2.3
Диаметр насадков, мм
13 16 19 22 25
Радиус
действия
компактной
струи
R
к
, м
H,
м
Q,
л/с
H,
м
Q,
л/с
H,
м
Q,
л/с
H,
м
Q,
л/с
H,
м
Q,
л/с
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
8,1
9,6
11,2
13,0
14,9
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
5,3
–
–
–
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
7,6
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
В этом случае напор в точке
А
(на рукавном разветвлении) должен
быть равен
H
A
1
=
S
p1
Q
2
1
+
z
1
= (
S
1
n
1
+
S
н1
)
Q
2
1
+
z
1
. (2.8)
При этом напоре по двум другим рабочим рукавным линиям расход
воды составит
.
S
S
n
z
H
Q
;
S
S
n
z
H
Q
A
A
3
н
3
3
3
1
2
3
2
н
2
2
2
1
2
2
+
−
=
+
−
=
По магистральной линии суммарный расход составит
Q
м
=
Q
1
+ Q
2
+ Q
3
.
Требуемый напор на насосе составит
тр
н
Н
=
n
м
S
м
2
м
Q
+ H
A1
+ z
A
+ h
A
. (2.9)
74
Если насосно-рукавная система симметрична, т. е. магистральные и
рабочие рукавные линии включают одинаковое количество рукавов одного
диаметра, одинаковые стволы подняты на одну и ту же высоту
z
относи-
тельно оси насоса, то решение задачи несколько упрощается и напор опре-
деляется по формуле
тр
н
Н
=
S
с
Q
2
+
z
+
h
A
. (2.10)
Сопротивление рукавной системы вычисляют, как
2
1
н
1
1
2
м
м
р
м
с
δ
ε
S
S
n
S
n
S
S
S
+
+
=
+
=
, (2.11)
где
ε – количество магистральных линий; δ – количество рабочих линий.
Возможность подачи расчетного расхода воды на тушение пожара вы-
бранной насосно-рукавной системы можно оценить расчетом, используя ана-
литический вид характеристики данного насоса. Для этого необходимо зна-
чение расхода
Q
подставить в уравнение характеристики насоса
H
н
= a – bQ
2
и определить максимальный напор
, который может обеспечить насос
при максимальном числе оборотов.
max
н
Н
Если
≥
, то подача расчетного расхода воды выбранной на-
сосно-рукавной системы возможна. В других случаях, при
<
сис-
тема не выполнит поставленную задачу и потребуется принятие других тех-
нических решений, например, уменьшение гидравлического сопротивления
рукавной системы или использование другого более мощного насоса.
max
н
Н
тр
н
Н
max
н
Н
тр
н
Н
Предельная длина магистральной рукавной линии (третья задача), на-
пример, для насосно-рукавной системы, показанной на рис. 2.2, определя-
ется из выражения (2.9). При этом используется аналитический вид харак-
теристики пожарного насоса, т. е.
а – b
2
н
Q
= n
м
S
м
2
м
Q
+ H
A
+ z
A
+ h
A
, (2.12)
где
Q
н
– подача насоса;
Q
м
– расход воды в магистральной рукавной линии
(причем
Q
н
= Q
м
);
H
A
– напор в рукавном разветвлении для обеспечения рас-
четных расходов воды через пожарные стволы;
z
A
– высота превышения (по
вертикали) разветвления над осью насоса;
h
A
– потери напора в разветвлении.
Из выражения (2.12) предельная длина магистральной линии (в коли-
честве 20 метровых стандартных рукавов) определится так:
2
м
м
2
н
м
Q
S
h
z
H
bQ
a
n
A
A
A
−
−
−
−
=
, (2.13)
причем в случае получения дробного числа округление производится в
сторону уменьшения.
75