Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчёт насосно-рукавных систем с ручными стволами




Гидравлический расчёт насосно-рукавных систем сводится к решению следующих основных задач:

1. Определение максимального расхода через рукавную систему, геометрические параметры которой известны (т.е. известны диаметры рукавов и насадков стволов, высота превышения стволов по вертикали над осью насоса), известна также характеристика насоса.

2. Определение напора насоса, если заданы расчетный расход воды (напор перед стволом), вид насосно-рукавной системы, а также диаметр и длина рукавных линий.

3. Определение предельной длины насосно-рукавной системы по расчетному расходу воды и напору насоса.

При определении расхода воды Q по заданному напору насоса (задача 1) необходимо учитывать характеристику рукавной системы и характеристику насоса, то есть

, (3.1)

где Sc – сопротивление рукавной системы, зависящее от ее вида и диаметра установленных на ней пожарных стволов; z – высота подъема пожарных стволов над осью насоса; Hн = a – bQ2 – характеристика используемого насоса.

Тогда максимальный расчетный расход воды, подаваемый насосно-рукавной системой, составит:

. (3.2)

Для рукавной системы (см. рис. 3.1, а), состоящей из одного рукава, сопротивление вычисляют по формуле

Sс= Sр + Sст, (3.3)

где Sр – сопротивление рукава заданного диаметра длиной L = 20 м; Sст – сопротивление насадка пожарного ствола.

При последовательном соединении рукавов (рис. 3.1,б) общее сопротивление системы составит:

Sс= Sмnм + Sрnр+ Sст,(3.4)

где Sм,Sр – соответственно сопротивление одного магистрального и рабочего рукава; nм,nр – количество рукавов в магистральной и рабочей линиях соответственно.

Сопротивление смешанной системы с тремя пожарными стволами, показанной на рисунке 3.1,г, определяется как сумма сопротивлений магистральной и рабочих линий

, (3.5)

где S1, S2,, S3 – сопротивление одного рукава соответственно в первой, второй и третьей линиях; n1, n2, n3 – количество рукавов в линиях; Sст1, Sст2, Sст3 –сопротивление насадков стволов.

Подставляя найденное значение Q (3.2) в характеристику насоса, находим максимальный напор Нн, который может создать насос, работая совместно с данной рукавной системой, то есть рабочая точка насоса будет задана параметрами Qн и Нн.

Для определения требующегося напора насоса в зависимости от расхода воды (задача 2), необходимо располагать всеми параметрами конкретной рукавной системы. В этом случае напор насоса определяется по формуле

Нн= hp + H+ z1 + z2 + hвc, (3.6)

где hp – потери напора в рукавной системе; H – свободный напор перед стволом; z1 – высота подъема стволов над осью насоса; z2 – высота всасывания; hвc – потери напора во всасывающей линии.



В практических расчетах напор насоса определяется по формуле

Нн = SсQ2 + z, (3.7)

где Sс – сопротивление рукавной линии, зависящее от вида рукавной системы; Q – расчетный расход воды; z – высота подъема пожарных стволов над осью насоса.

Для примера рассмотрим решение этой задачи при использовании насосно-рукавной системы со смешанным соединением, показанной на рисунке 3.2. Система включает пожарный автонасос, установленный на пожарном гидранте, магистральную рукавную линию из nм стандартных рукавов диаметром dм сопротивлением Sм одного рукава, трехходовое рукавное разветвление, расположенное на высоте zA по вертикали относительно оси насоса (потери насоса в разветвлении составляют hA), три рабочие рукавные линии с диаметром рукавов dp1, dp2, dp3 (сопротивление одного стандартного рукава S1, S2, S3 соответственно) по n1, n2, n3рукавов в каждой линии, и три пожарных ствола диаметром dст1, dст2, dст3 с сопротивлениями Sст1, Sст2, Sст3, поднятыми на высоту z1, z2, z3, по вертикали относительно рукавного разветвления.

Рис. 3.2. 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 dст1 необходимо по условиям тушения пожара получить струю с расходом Q1 (что соответствует радиусу компактной части Rк). В этом случае напор в точке А (на рукавном разветвлении) должен быть равен



HA1 = Sp1Q21 + z1 = (S1n1 + Sст1)Q21 + z1. (3.8)

При этом напоре по двум другим рабочим рукавным линиям расход воды составит:

По магистральной линии суммарный расход составит:

Qм = Q1 + Q2 + Q3.

Напор на насосе составит:

Hтрн= nмSмQ2м+ HA1 + zA + hA. (3.9)

Если насосно-рукавная система симметрична, то есть магистральные и рабочие рукавные линии включают одинаковое количество рукавов одного диаметра, одинаковые стволы подняты на одну и ту же высоту Z относительно оси насоса, то решение задачи несколько упрощается и напор определяется по формуле

Hтрн = SсQ2 + z + hA. (3.10)

Сопротивление рукавной системы вычисляют как

, (3.11)

где e – количество магистральных линий; δ – количество рабочих линий.

Возможность подачи расчетного расхода воды на тушение пожара выбранной насосно-рукавной системы можно оценить расчетом, используя аналитический вид характеристики данного насоса. Для этого необходимо значение расхода Q подставить в уравнение характеристики насоса H = a – bQ2 и определить максимальный напор Hmaxн, который может обеспечить насос при максимальном числе оборотов.

Если Hmaxн³ Hтрн, то подача расчётного расхода воды выбранной насосно-рукавной системы возможна. В других случаях, при Hmaxн < Hтрн система не выполнит поставленную задачу и потребуется принятие других технических решений, например, уменьшение гидравлического сопротивления рукавной системы или использование другого более мощного насоса.

Предельная длина магистральной рукавной линии (задача 3), например для насосно-рукавной системы, показанной на рисунке 3.2, определяется из выражения (3.9). При этом используется аналитический вид характеристики пожарного насоса, то есть

а −bQ2н= nмSмQ2м+ HA + zA + hA , (3.12)

где Qн – подача насоса; Qм – расход воды в магистральной рукавной линии (причём Qн = Qм); HA – напор в рукавном разветвлении для обеспечения расчетных расходов воды через пожарные стволы, zA – высота превышения (по вертикали) разветвления над осью насоса, hA – потери напора в разветвлении.

Из выражения (3.12) предельная длина магистральной линии (в количестве 20 метровых стандартных рукавов) определится так:

, (3.13)

причем в случае получения дробного числа округление производится в сторону уменьшения.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.011 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал