 |
Гидравлический расчет системы пожаротушения
|
|
|
|
Гидравлический расчет агрегатных установок ТРВ производится по методике, приведенной в приложении В /15/.
Гидравлический расчет спринклерной сети имеет своей целью:
. Определение расхода воды, т. е. интенсивности орошения или удельного расхода, у «диктующих» оросителей;
. Сравнение удельного расхода (интенсивности орошения) с требуемым (нормативным);
. Определение необходимого давления (напора) у водопитателей и наиболее экономных диаметров труб.
Гидравлический расчет противопожарного водопровода АУП сводится к решению трех основных задач:
. Определение давления на входе в противопожарный водопровод (на оси выходного патрубка насоса или иного водопитателя), если заданы расчетный расход воды, схема трассировки трубопроводов, их длина и диаметр, а также тип арматуры. В данном случае расчет начинается с определения потерь давления при движении воды (при заданном расчетном расходе) в зависимости от диаметра трубопроводов, схемы их трассировки, типа установленной арматуры и т.д. Заканчивается расчет выбором марки насоса (или другого вида водопитателя) по расчетному расходу воды и давлению в начале установки.
. Определение расхода воды по заданному давлению в начале противопожарного трубопровода. Расчет начинается с определения гидравлических сопротивлений всех элементов трубопровода и заканчивается установлением расчетного расхода воды в зависимости от заданного давления в начале противопожарного водопровода.
. Определение диаметров трубопроводов и других элементов противопожарного трубопровода по расчетному расходу воды и давлению в начале противопожарного трубопровода. Диаметры арматуры противопожарного водопровода выбирают исходя из заданного расхода воды и потерь давления по длине трубопровода и на используемой арматуре.
|
|
|
Определение необходимого напора у оросителя при заданной интенсивности орошения
На сегодняшний день для установок ТРВ выпускаются оросители «Макстоп», параметры которых представлены в таблице 3.1
Таблица 3.1- Параметры оросителей «Макстоп»
| № | Наименование параметра | Норма в зависимости от диаметра отверстия | |||
| 3 мм | 5 мм | 6 мм | 7 мм | ||
| 1. | Рабочее давление, МПа: - минимальное, не менее - максимальное, не более | 0,8 1,7 | 0,5 1,7 | 0,5 1,7 | 0,5 1,7 |
| 2. | Коэффициент производительности, не менее | 0,025 | 0,07 | 0,085 | 0,11 |
| 3. | Средний арифметический диаметр капель в потоке, мкм, не более | 80 | 150 | 150 | 150 |
| 4. | Номинальная температура срабатывания спринклерных оросителей, °С | 57±3 68±3 79±3 93±3 | 57±3 68±3 79±3 93±3 | 57±3 68±3 79±3 93±3 | 57±3 68±3 79±3 93±3 |
| 6. | Присоединительная резьба, дюйм | Ѕ | Ѕ | Ѕ | Ѕ |
В соответствии с техническими требованиями /20/ для защиты помещений, относящихся к группам 4.1, 4.2, 5, 6 согласно /11/ следует использовать оросители СВS0-ПНо(д)0,085-RЅ/Р57(68,93).ВЗ - «Макстоп» и ДВS0-ПНо0,085-RЅ/ВЗ - «Макстоп»/20/.
В разделе 2 была принята спринклерная АУП, соответственно принимаем, что будут применяться оросители марки СВS0-ПНо(д) 0,085-RЅ/Р57(68,93) - оросители спринклерные водяные специального назначения с потоком концентрической направленности, устанавливаемые вертикально, поток из корпуса направлен вниз, без покрытия либо с декоративным покрытием, с коэффициентом производительности 0,085 (соответственно диаметром выпускного отверстия - 6 мм.), номинальной температурой срабатывания 68 или 93 °С (по /20/ принимаем 68 °С).
Согласно приложению В /15/ 1 этапом гидравлического расчета определяется с учетом нормативной интенсивности орошения и высоты расположения оросителя по эпюрам орошения или паспортным данным давление, которое необходимо обеспечить у диктующего оросителя, и расстояние между оросителями. Как видно из таблицы 2.3 по паспортным данным давление, которое необходимо обеспечить у диктующего оросителя составляет 100 м (по /20/ в АУП-ТРВ с оросителями «Макстоп» напор установки может достигать 170 м). Расстояние было определено в результате выполненной трассировки системы.
|
|
|
Расчётный расход воды Q, л/с-1 в диктующем оросителе определяется по формуле
, (3.1)
где k - коэффициент производительности, для выбранного осрсителя составляет 0,085;
H - необходимый свободный напор, 100м;
Определим значения Q диктующего оросителя для защищаемого помещения.
л/с
3.2 Гидравлический расчет распределительных и питающих трубопроводов
Для каждой секции пожаротушения определяется самая удаленная или наиболее высоко расположенная защищаемая зона, и гидравлический расчет проводится именно для этой зоны в пределах расчетной площади.
В соответствии с выполненным видом трассировки системы пожаротушения по конфигурации она тупиковая, по компоновке не симметричная, с внутренним трубопроводом не совмещена. Таким образом, гидравлический расчет распределительного трубопровода проведем следующим образом.
Свободный напор у «диктующего» (наиболее удаленного от насосной станции высокорасположенного) оросителя составляет 100 м.
Потери напора на подающем участке равны
, (3.2)
где Lуч - длина участка трубопровода между оросителями, м;
Qуч - расход жидкости на участке трубопровода, л/с;
k1 - коэффициент, характеризующий потери напора по длине трубопровода. Для выбранной марки оросителя составляет 0,085.
Требуемый свободный напор у каждого последующего оросителя 
представляет собой сумму, состоящею из требуемого свободного напора у предыдущего оросителя 
и потерь напора на участке трубопровода между ними, т.е.
, (3.3)
Расход воды или раствора пенообразователя из последующего оросителя (л/с) определяется по формуле
, (3.4)
В п. 3.1 был определен расход диктующего оросителя
л /с;
H2=H1+h1-2
Q1-2=Q1=>
,
для определения коэффициента К1 необходимо определить вид труб для распределительного трубопровода АУПТ. Трубопроводы водозаполненных установок должны быть выполнены из оцинкованной или нержавеющей стали /15/. Диаметр трубопровода d, м определяют по формуле
|
|
|
, (3.5)
где Qуч - расход воды, м3/с, принимаем согласно формуле 3.1;
V - скорость движения воды, м/с, V=3-10 м/с. В данной системе принимаем скорость движения воды равной 3 м/с.
Диаметр трубопровода выражаем в миллиметрах и увеличиваем до ближайшего значения, указанного в /7/.
Трубы соединяются сварным методом, фасонные детали изготавливаются на месте.
Диаметры трубопровода следует определять на каждом расчетном участке.
,
d1-2=20 мм, => К1= 0,75, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
л/с
h1-2 = 
h1-2= 
м
H2=H1+h1-2
H2=100+1,93=101,93 м
л/с
Расчет для последующих участков ветви распределительного трубопровода проведем аналогично участку 1-2.
Q2-3=Q2+Q1-2
Q2-3= 0,86+0,85=1,71 л/с
,
d2-3=32 мм, => К1=13,97, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
h2-3= 
h2-3= 
м
H3=H2+h2-3
H3 =101,93+0,42=102,35м,
л/с
Q3-4=Q3+Q2-3
Q3-4=0,86+1,71=2,57 л/с
,
d3-4=40 мм, => К1=28,7, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
h3-4= 
h3-4= 
м
H4=H3+h3-4
H4 =102,35+0,46=102,81 м,
л/с
Q4-а=Q4+Q3-4
Q4-а=0,86+2,57=3,43 л/с
,
d4-а=40 мм, => К1=28,7, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
h4-а= 
h4-а= 
м
Hа=H4+h4-а
Hа =102,81+0,33=103,14м,
Определим напор в точке b.
Qа-b=QI= 3,43, л/с
da-b=40 мм, => К1=28,7, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
ha-b= 
м
Hb= Ha+ha-b (3.6)
Hb=103,14+0,82=103,96 м
Рядок II рассчитывают по гидравлической характеристике B. Характеристики рядков, выполненных конструктивно одинаково, равны. Характеристику рядка II определяют по параметрам рядка I.
, (3.7)
где Вpl-гидравлическая характеристика
Расход воды из рядка II определяют по формуле
(3.8)
Определим напор в точке c.
Qb-c=QII+Qa-b
Qb-c=3,44+3,43=6,87 л/с
,
db-c=65 мм, => К1=572, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
м
Hc= Hb+hb-c
Нc= 103,96+0,165=104,125 м
Qс-d=QIII+Qb-c
Qc-d=3,45+6,87=10,32 л/с
dс-d=80 мм, => К1=1429, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
Hd= Hc+hc-d
|
|
|
Нd= 104,25+0,149=104,399 м
м
Qd-e =QIV+Qc-d
Qd-e=3,45+10,32=13,77 л/с
dd-e=80 мм, => К1=1429, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
He= Hd+hd-e
e-f =QV+Qd-e
м
Нe= 104,399+0,265=104,664 м
e-f=3,45+13,77=17,22 л/с
de-f=100 мм, => К1=4322, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
Hf= He+he-f
f-g =QVI+Qe-f
м
Нf= 104,664+0,137=104,8 м
f-g=3,46+17,22=20,68л/с
df-g=100 мм, => К1=4322, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
Hg= Hf+hf-g
м
Нg= 104,8+0,198=105 м
Qg-0 =QVII+Qf-g
Qg-0=3,46+20,68=24,14 л/с
dg-0=125 мм, => К1=13530, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
H0= Hg+hg-0
м
Н0= 105+0,034=105,034 м
Полученные результаты гидравлического расчета для распределительной системы АУПТ сведем в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 - Результаты расчета распределительной сети системы пожаротушения.
| Участок, точка | Расход, л/с | Диаметр труб, мм | Скорость, м/с | Длина участка, м | Потери по длине,м | Напор в точке, м |
| 1 | 0,85 | 3 | 100 | |||
| 1-2 | 0,85 | 20 | 3 | 2 | 1,93 | |
| 2 | 0,86 | 3 | 101,93 | |||
| 2-3 | 1,71 | 32 | 3 | 2 | 0,42 | |
| 3 | 0,86 | 3 | 102,35 | |||
| 3-4 | 2,57 | 40 | 3 | 2 | 0,46 | |
| 4 | 0,86 | 3 | 102,81 | |||
| 4-а | 3,43 | 40 | 3 | 0,8 | 0,33 | |
| Для рядка I(а) | 3,43 | 3 | 103,14 | |||
| a-b | 3,43 | 40 | 3 | 2 | 0,82 | |
| Для рядка II(в) | 3,44 | 3 | 103,96 | |||
| b-c | 6,87 | 65 | 3 | 2 | 0,165 | |
| Для редка III(с) | 3,45 | 3 | 104,125 | |||
| c-d | 10,32 | 80 | 3 | 2 | 0,149 | |
| Для редка IV(d) | 3,45 | 3 | 104,399 | |||
| d-e | 13,77 | 80 | 3 | 2 | 0,265 | |
| Для редка V(е) | 3,45 | 3 | 104,664 | |||
| e-f | 17,22 | 100 | 3 | 2 | 0,137 | |
| Для редка VI(f) | 3,46 | 3 | 104,8 | |||
| f-g | 20,68 | 100 | 3 | 2 | 0,198 | |
| Для редка VII(g) | 3,46 | 3 | 105 | |||
| g-0 | 24,14 | 125 | 3 | 0,8 | 0,034 | |
| 0 | 24,14 | 3 | 105,034 |
Определение требуемого напора в системе
В общем случае требуемый напор в начале установки (после пожарного насоса) складывается из следующих составляющих
, (3.9)
где hг - потери напора на горизонтальном участке трубопровода;
,2 - коэффициент, учитывающий местные потери напора в сети;
hв - потери напора на вертикальном участке трубопровода;
Hуу - местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах);
Hо - напор у диктующего оросителя, 100 м;
Z - геометрическая высота диктующего оросителя над осью насоса.
Потери напора на горизонтальном участке трубопровода hг рассчитаем, суммировав все полученные значения потерь по длине (линейные потери, полученные в результате гидравлического расчета системы и потери на участке от насосной до ввода в помещение)
hг=1,93+0,42+0,46+0,33+0,82+0,165+0,149+0,265+0,137+0,198+0,034+ 
=6,02 м
Потери напора на вертикальном участке трубопровода, до точки 0:
d=125 мм, => К1=13530, выбираем трубы стальные электросварные/7/.
|
|
|
hв= 
,
Lв - длина вертикального участка трубопровода, м. Включает в себя длину трубопровода, пересекающего подвал и 2 этажа (высоту 2-х этажей, толщину междуэтажных плит перекрытия, высоту подвала) за вычетом расстояния от трубопровода до плиты перекрытия защищаемого помещения, а также расстояние от пола до оси насоса.
м
Hуу (КСК) - местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах) определяется по формуле, м
м
Геометрическая высота диктующего оросителя над осью насоса - Z включает в себя высоту 2-х этажей, подвала, толщину междуэтажных плит перекрытия за вычетом расстояния от трубопровода до плиты перекрытия защищаемого помещения, от абсолютной ометки пола подвала- 45 м, Принимаем, что отметка оси насоса находится на высоте 0,5 м от отметки пола подвала- 45,5 м, таким образом,
Z= 45+2∙12+2∙0,12+2-0,2-45,5= 25,54 м, (3.11)
Тогда требуемый напор в системе будет равен
Нтр= 1,2∙6,02+1+0,45+100+25,54= 134,2 м
Согласно заданию гарантированный напор в сети городского водопровода составляет 30 м. В результате расчетов получено значение требуемого Hтр = 134,2 м. Следовательно, для обеспечения работы автоматической установки пожаротушения необходимо подобрать повысительный насос.
|
|
|
