Добро пожаловать Гость, вы находитесь здесь: Вход

wiki-fire.org - Электронная энциклопедия пожарной безопасности



RSS RSS

Навигация





Поиск по сайту

Важно!

Поддержим петицию!

Наши разработки:



Мы в соцсетях


Баннер Офицеры России

PoweredBy

Определение напора на насосе

RSS
Изменено 2016/06/16 12:48 Obsidian Категоризировано Пожарная тактика, Пожарная техника, Расчеты
Расчет требуемого напора на насосе – методика определения требуемого напора на насосе МСП для обеспечения работоспособности выбранной схемы НРС


Общие сведения

Определения напора

Напор насоса (H) - удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости[1].

Напор на насосе (H) – количественная величина, характеризующая избыточное давление, создаваемое насосом[WF].

Измеряется как правило, в метрах водяного столба (обычно, когда речь идет о метрах водяного столба, уточнение «водяного столба» опускается). В последнее время отмечается тенденция использования в качестве единицы измерения МПа (см. Единицы_измерения)

Применение

Решение задачи определения требуемого напора на насосе МСП востребовано в следующих случаях:
При тушении реальных пожаров, для определения параметров работы пожарного насоса. Расчет проводится, как правило, водителем (оператором насоса) МСП.;
При планировании действий по тушению пожаров, для оценки работоспособности планируемых насосно-рукавных систем. Расчет проводит лицо составляющее документ предварительного планирования действий по тушению пожаров;
При изучении пожаров, для оценки оптимальности использованных РТП насосно-рукавных систем. Расчет проводит лицо, привлеченное к изучению пожара.

В первом случае используется, как правило, упрощенный метод расчета. Во втором и третьем случаях расчет осуществляется согласно точной методике.

Проведение расчета

Точный метод

Напор на насосах МСП расходуется на преодоление сопротивления магистральной рукавной линии, подъема местности и приборов тушения (стволов, генераторов), а так же для создания рабочего напора у приборов подачи огнетушащих веществ. Таким образом, формула определения напора на насосе МСП в общем виде будет выглядеть следующим образом:

Нн = hР± ZM± ZПР + НПР, (1)

где НН - напор на насосе, м; hР - потери напора в одном рукаве рукавной линии, м; ZМ - геометрическая высота подъема ( + ) или спуска местности (—), м; ZПР—наибольшая высота подъема ( + ) или глубина (—) подачи стволов (генераторов), м; ZПР — напор у приборов ту¬шения, м; НПР - рабочий напор у приборов подачи огнетушащих веществ.

Напоры для работы приборов принимают в зависимости от требуемого расхода огнетушащих средств, а подъем местности и приборов тушения определяют в каждом конкретном случае. Потери напора в рукавных линиях зависят от типа рукавов, их диаметра и количества, а так же, расхода воды, проходящей через их поперечное сечение. Потери напора в рукавной линии определяют по формуле:

hР = NРSQ2, (2.1)

где NР - количество рукавов в рукавной линии (определяется по формуле 3, или исходя из реальных обстоятельств); S – гидравлическое сопротивление одного напорного рукава длиной 20 м (см. Напорные пожарные рукава - Сопротивление НПР); Q - расход воды, проходящей через поперечное сечение рукавной линии, л/с (определяют по суммарному расходу воды из пожарных стволов или генераторов, присоединенных к наиболее нагруженной рукавной линии).

Количество рукавов в рукавной линии определяется следующим образом:
NР = 1,2 * L / 20, (2.2)

где Nр - число рукавов в рукавной линии, шт.; 1,2 — коэффициент, учитывающий неровности местности; L — расстояние от водоисточника до пожара, м,

Таким образом, в общем виде формула определения требуемого напора на насосе МСП выглядит так:

Нн = NРSQ2± ZM± ZПР + НПР, (3)

Расчет для схемы с одной рабочей рукавной линией

Рис. 1.1.<br/> для одной рабочей линии

Рис. 1.1.
для одной рабочей линии

Рис. 1.1.
для одной рабочей линии
В наиболее простом случае, когда от одного МСП проложена одна рабочая рукавная линия, расчет осуществляется в соответствии с формулой 3.

Расчет для схемы с несколькими рукавными линиями

Рис. 1.2.<br/> для нескольких рабочих линий

Рис. 1.2.
для нескольких рабочих линий

Рис. 1.2.
для нескольких рабочих линий
В случае, когда от одного МСП проложено несколько (в подавляющем большинстве случаев – не более двух) рукавных линий, для каждой из рукавных линий осуществляется расчет согласно формуле 3. Затем, из полученных значений выбирается максимальное, что обусловлено необходимостью обеспечения работоспособности каждой из рукавных линий.

Нн = max(Нiн), (4)

где, Нiн - требуемый напор на входе в каждую из рукавных линий.

Расчет для схемы подачи ОТВ к одному прибору по нескольким рукавным линиям

Рис. 2. <br/> Схема прокладки нескольких рукавных линий от одного МСП к одному прибору

Рис. 2.
Схема прокладки нескольких рукавных линий от одного МСП к одному прибору

Рис. 2.
Схема прокладки нескольких рукавных линий от одного МСП к одному прибору

В случае прокладки нескольких рукавных линий к одному прибору подачи ОТВ расчет производится по одной из рукавных линий по формуле 3, при этом, предполагается, что обе рукавные линии состоят из одинакового количества однотипных рукавов.

В случае изображенном на рис.2, расход через каждую из линий будет равен половине расхода самого прибора: Q=Qприб/2.

Случаи, когда рукавные линии состоят из разного количества рукавов или рукавов разного типа, здесь не рассматриваются в силу чрезвычайной сложности гидравлического расчета.[WF]

Расчет для схем с простой магистральной линией

Рис. 3.<br/> для магистральных линий

Рис. 3.
для магистральных линий

Рис. 3.
для магистральных линий

Большинство источников - например, Справочник РТП (Иванников/Клюс) или Расчет параметров развития и тушения пожаров(Теребнев В.В.) – предлагают при расчете требуемого напора на насосе МСП для магистральных линий с разветвлениями, опускать расчет рабочих линий проложенных от разветвления. При этом напор на разветвлении принимается на 10м больше чем у прибора подачи ОТВ с наибольшим рабочим напором. Расход воды через сечение магистральной линии принимается сумме расходов в рабочих линиях идущих от разветвления установленного на данной магистральной линии.

Таким образом, формула 3 принимает вид:

Нн = NРSQ2± ZM± ZПР + НР, (4)

где, - НР - напор перед разветвлением, равный:

НР = НПР + 10, (5)

В большинстве случаев это соответствует действительности, однако, не всегда. С точки зрения гидравлики, для получения корректного значения НР, необходимо провести расчет требуемого для работы напора каждой рабочей линии проложенной от разветвления и только затем делать вывод о значении НР. Это продиктовано тем, что в ряде случаев (большое количество рукавов в рукавных линиях, большой расход из приборов подачи ОТВ, наличие дальнейшего ветвления) потери напора в рукавных линиях могут заметно превышать 10м, что в итоге приведет к ошибке расчета.

См. Определение предельного расстояния подачи ОТВ

Поэтому, корректная формула для вычисления напора на насосе МСП, в таком случае, будет выглядеть следующим образом:

Нн = NРSQ2± ZM Р± max(НР.Л.), (6)

где ZМ Р - геометрическая высота подъема ( + ) или спуска местности (—) между уровнем оси насоса и расположением разветвления, м; max(НР.Л.) – максимальное значение требуемого напора на входе в каждую из рукавных линий подключенных к разветвлению.

Расчет для схем с ветвящимися рукавными линиями

Рис.4<br/> Для сложных ветвящихся магистральных линий

Рис.4
Для сложных ветвящихся магистральных линий

Рис.4
Для сложных ветвящихся магистральных линий
В целом расчет сложных ветвящихся магистральных линий сводится к разбиению всей НРС на участки для которых поэтапно проводятся вычисления с определением максимальных требуемых напоров на входе в рукавные линии. Сначала рассчитываются рабочие рукавные линии, затем магистральные. См. Рис. 4.

Расчет подобных систем вручную даже с использованием калькуляторов и средств ЭВМ, представляет высокую сложность и на практике редко применяется.

Однако, существует программное обеспечение, которое позволяет упростить решение данной задачи – например АИГС ГраФиС-Тактик.[WF]

Особенности расчета

Изменения напора на выходе насоса

Важно иметь в виду, что в отдельных случаях, напор на насосе МСП зависит и от напора на входе в полость насоса. Так, например, при подаче воды от другого МСП по напорным рукавным линиям непосредственно в полость насоса через всасывающий патрубок, напор на выходе из насоса увеличивается в результате сложения напора на входе и собственного напора насоса.

При заборе воды из открытых водоисточников, напротив, напор на выходе уменьшается в силу того, что часть напора затрачивается для подъема воды от уровня поверхности водоема до уровня оси насоса.

Опытный водитель может регулировать получаемый на выходе напор изменением оборотов вала насоса. В случае же проведения расчетов предельного расстояния подачи ОТВ, такие изменения напора на выходе следует учитывать.[WF]

Расчет для нескольких рукавных линий

В схемах с несколькими рукавными линиями далеко не всегда, требуемый напор для работы рабочих рукавных линий соответствует загруженности. Дело в том, что расход из приборов подачи ОТВ условно одинаков, а вот потери напора зависят так же от количества и типа рукавов.

Рассмотрим следующий пример:
Рис. 5. – Ошибка в выборе расчетного напора связана с тем, <br/>что потери напора в рукавной линии <b>b</b> <br/>превышают потери напора в рукавной линии <b>a</b>

Рис. 5. – Ошибка в выборе расчетного напора связана с тем,
что потери напора в рукавной линии b
превышают потери напора в рукавной линии a

Рис. 5. – Ошибка в выборе расчетного напора связана с тем,
что потери напора в рукавной линии b
превышают потери напора в рукавной линии a

Поэтому не рекомендуется слепо полагаться на загруженность линий при выборе расчетного напора в магистральной линии или на насосе МСП. Для корректного расчета Lпр для таких схем стоит воспользоваться методикой изложенной в параграфе Схемы с простой магистральной линией.[WF]

Упрощенный метод

См. Упрощенный метод расчета НРС на пожаре

Единицы измерения

10 м в.ст. = 1 атм = 1 бар = 100 000 Па = 100 кПа = 0,1 МПа

Примеры

Пример 1

От автоцистерны подан ствол Б с расходом 3,5л/с и рабочим напором 40м, проложена рабочая рукавная линия из прорезиненных напорных рукавов диаметром 51мм. Расстояние от места установки АЦ до ствола - 30м.Перепад высот составляет 3м, высота подъема ствола – 1м. Определить требуемый напор на насосе автоцистерны.


Решение
1. Определим число рукавов в рукавной линии (формула 2.2.):
NР = 1,2 * 30 / 20 = 2 рукава

2. Определяем требуемый напор на насосе (формула 3):
Нн = 2*0,13*3,52 + 3 + 1 + 40 = 47,185 = 47м

Ответ: Требуемый напор на насосе составляет 47м.

Источники

  1. Насосная азбука Wilo, 2006.
  2. Иванников В. П., Клюс П. П. Справочник руководителя тушения пожара. — М.: Стройиздат, 1987. — 288 с.: ил.
  3. Теребнев В.В. Расчет параметров развития и тушения пожаров (Методика. Примеры. Задания) – Екатеринбург: ООО «Издательство «Калан», 2012. – 460с.

Так же вас могут заинтересовать

  1. Расчет фактической скорости распространения горения
  2. Расчеты параметров работы в СИЗОД
  3. Вычисление объема одного пожарного рукава

Вверх
У данной страницы нет кураторов!
  Имя Размер
- Example_1.png 9,68 KB
- ManyLinesSchem.png 54,74 KB
Принципы нашего сообщества

Адрес для обратной связи с администратором сайта:

ScrewTurn Wiki version 3.0.5.600. Some of the icons created by FamFamFam.

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика Индекс цитирования