Vysvetlenie koeficientov požiarnej hadice: Hodnoty straty trením a skutočný tlak čerpadla

Dvaja operátori čerpadiel prichádzajú do rovnakej trojposchodovej budovy a prúdia tou istou tryskou pri rovnakom nastavení. Jeden drží o 50 psi viac na prietokomere a ani jeden nevie vysvetliť prečo. Odpoveďou väčšinou nie je čerpadlo a nie motor. Je to hadica a konkrétne jej priradený koeficient.

Tu je prvý záver. Koeficient požiarnej hadice je jediné číslo, ktoré popisuje, koľko tlaku spotrebuje 100 stopová časť hadice, keď cez ňu preteká voda rýchlosťou 100 galónov za minútu. Vynásobte toto číslo druhou mocninou toku a dĺžkou v stovkách stôp a získate stratu trenia. Každý graf, skratka poľa a argument o 1,75 palcovom verzus 2 palcových útočných líniách vyrastá z tohto jedného vzťahu.

Praktický dôsledok je jednoduchý. Ak nepoznáte koeficient hadice, ktorú skutočne nosíte, tipujete tlak čerpadla. Tento odhad platí, kým sa vedenie nepredĺži, prietok sa nezvýši alebo hadica nezostarne.

Čo vám v skutočnosti povie koeficient hadice

Vzorec straty trenia používaný v severoamerických hasičských zboroch je dostatočne krátky na zapamätanie. FL sa rovná C vynásobené Q na druhú vynásobené L. FL je strata trením v psi. Q je prietok v stovkách galónov za minútu, takže 250 gpm sa stáva 2,5. L je dĺžka v stovkách stôp, takže 200 stôp sa stáva 2. C je koeficient a je to jediný výraz v rovnici, ktorý popisuje samotnú hadicu a nie spôsob, akým ju používate.

To je dôležité, pretože o prietoku a dĺžke sa rozhoduje na paneli čerpadla, zatiaľ čo koeficient je vlastnosťou hadice umiestnenej v lôžku. Nesie vnútorný priemer, stav vložky, drsnosť plášťa, ktorý tlačí na vodu, a turbulencie vytvorené pri každom ohybe a spojení pozdĺž vlasca.

Dve čiary, obe označené ako 2,5 palca, môžu niesť rôzne koeficienty. Nová gumená hadica a pätnásťročná hadica rovnakej nominálnej veľkosti sa nesprávajú rovnako, aj keď je potlač na plášti identická.

Štandardné hodnoty koeficientu podľa veľkosti hadice

Väčšina školiacich materiálov v Spojených štátoch používa hodnoty publikované IFSTA a National Fire Academy. Sú rozumným východiskovým bodom a sú citované dostatočne široko, aby všetci na ohnisku pracovali z rovnakých čísel.

Posledné dva stĺpce ukazujú, čo koeficient robí v praxi. Zdvojnásobenie toku nezdvojnásobí stratu, ale vynásobí ju štyrmi, pretože Q je na druhú. 2-palcová čiara pri 200 gpm stráca 32 psi na sto stôp, zatiaľ čo rovnaká čiara pri 100 gpm stráca iba 8 psi.

Spracovaný príklad, ktorý si môžete zopakovať na ohnisku

Vezmite 200 stôp 2-palcovej hadice prúdiacej 250 gpm. Q je 2,5, L je 2 a C je 8.

FL sa rovná 8 x 2,5 x 2,5 x 2, čo predstavuje 100 psi.

Teraz pridajte zvyšok systému. Hmlová dýza dimenzovaná na 100 psi potrebuje 100 psi na špičke. Desať stôp prevýšenia stojí zhruba 4,3 psi, takže tryska pre tretie poschodie pridáva asi 13 psi. Wye alebo rozdeľovač pridáva ďalších 10 až 25 psi v závislosti od zariadenia a prietoku.

Výtlačný tlak čerpadla sa rovná 100 plus 100 plus 13 plus 10 alebo 223 psi.

Prepnite na 2,5-palcovú hadicu a aritmetika sa úplne zmení. Rovnakých 250 gpm na rovnakých 200 stôp stratí 2 x 6,25 x 2 alebo 25 psi. To je úspora 75 psi na jednom vedení a to je celý prípad pre hadicu s veľkým priemerom v jedinom výpočte.

Kde sa koeficient začína unášať

Publikované tabuľky predpokladajú novú, čistú, úplne vyvložkovanú hadicu. Poľná hadica je iná a niekoľko faktorov posúva reálnu stratu nad tabuľkovú hodnotu.

• Vek hadice a stav vložky. Oddeľovanie vložky, pleseň a odieranie zvyšujú efektívnu drsnosť. Dvadsaťpercentná penalizácia na staršej 1,75 palcovej linke nie je ničím výnimočným.
• Skutočný vnútorný priemer. Nominálne veľkosti sú približné a tlakové straty sa merajú približne s prevrátenou hodnotou piatej mocniny priemeru, takže mierne poddimenzovaná hadica stojí viac, ako väčšina operátorov očakáva.
• Teplota vody. Studená voda je viskóznejšia a na dlhej linke si vyžaduje pár psi navyše.
• Rozloženie. Zalomenia, úzke ohyby okolo rohov a hadica privretá pod dverami sa správajú ako extra dĺžka, ktorá sa nikdy neprejaví vo vašom meraní.

Body pripojenia si zaslúžia svoju vlastnú poznámku. Správne zladená spojka pridáva malú lokálnu stratu a kĺb zmontovaný so skrúteným tesnením alebo čiastočne usadenou hlavou pridáva podstatne viac. Zložené tesnenie sa zobrazuje na meradle ako problém s koeficientom, aj keď je samotná hadica v poriadku. Správna montáž je uvedená v tejto príručke ako má byť pripojený spoj požiarnej hadice .

Ako spojky, adaptéry a spotrebiče pridávajú skrytú stratu

Každé zariadenie medzi čerpadlom a tryskou má svoju vlastnú stratu a koeficientová metóda ju nezahŕňa. Tabuľka popisuje hadicu. Nehovorí nič o hardvéri naskrutkovanom na koncoch.

Najviac prekvapení spôsobujú adaptéry. Prechod od jedného národného štandardu k druhému, napríklad zavedenie linky Storz do vstupu Machino, si vyžaduje adaptér s vlastnou vnútornou geometriou. Dobrý adaptér je krátky, hladký a plný otvor. Chudák zostúpi po priereze a ten schod sa správa ako menšia hadica. Na prívodnom potrubí 500 gpm môže adaptér, ktorý zužuje otvor o štvrť palca, stáť viac tlaku ako 50 stôp hadice, ku ktorej je pripojený.

Praktickým pravidlom je vybrať adaptér, ktorého otvor sa zhoduje s menšou z dvoch hadíc, a vyhnúť sa stohovaniu dvoch adaptérov tam, kde stačí jeden.

Storz Adapter Couplings – Samec Machino pre štandardnú konverziu rozhrania Zásuvkové adaptérové spojky Machino sa spájajú alebo konvertujú medzi štandardmi montáže; vyberte otvor pre menšiu hadicu a vyhnite sa stohovaniu adaptérov tam, kde postačí jeden. Zobraziť produkt →

Pravidlá v teréne, vďaka ktorým je matematika úprimná

Keď je myšlienka koeficientu jasná, niekoľko pravidiel pokrýva väčšinu skutočných situácií.

1. Vypíšte sumu. Výtlačný tlak čerpadla sa rovná tlaku v tryske plus strata trením plus výška plus strata zariadenia. Chýbajúci výraz je najčastejšou príčinou slabého prúdu.
2. Rešpektujte námestie. Akákoľvek zmena prietoku posunie stratu trenia o druhú mocninu pomeru. Zvýšenie linky zo 150 na 200 gpm zvyšuje stratu približne o 78 percent.
3. Pred výpočtom rozdeľte rovnobežné čiary. Dve rovnaké siamedové vedenia, každé prenášajú polovicu celkového prietoku a každé stratí jednu štvrtinu tlaku, o ktorý by stratilo jediné vedenie s plným prietokom.
4. Udržujte pracovný koeficient pre každý typ hadice vo svojom inventári, nielen pre každú veľkosť.
5. Prepočítajte po akejkoľvek zmene hardvéru. Nový spotrebič, tryska alebo adaptér mení systém, nielen hadicu.

Výber dýzy patrí do tejto aritmetiky, pretože dýza nastavuje prietok. Tryska, ktorá sa dá ľahko prečerpať, alebo tryska, ktorá umožňuje operátorovi zmeniť prietok bez toho, aby to komukoľvek na paneli oznámila, posúva termín straty trením viac ako akékoľvek iné rozhodnutie. Nastaviteľné vzory s jasne označenými nastaveniami prietoku odstraňujú väčšinu tejto nejednoznačnosti.

Nastaviteľná dýza-Storz hasičská dýza s reguláciou prietoku a striekacími vzormi Hasičská nastaviteľná tryska ponúka viacero vzorov striekania, rýchle zapnutie/vypnutie ventilu, použitie bez spätného rázu a kompatibilitu s viacerými rozhraniami; označené nastavenia prietoku pomáhajú znižovať nejednoznačnosť panela. Zobraziť produkt →

Hardvér, ktorý udržuje matematický koeficient predvídateľný

Existuje obmedzenie, koľko z toho môžete opraviť z panelu čerpadla. Zvyšok musí byť zabudovaný do hardvéru, a to je miesto, kde sa kontrola vývrtu a výrobná tolerancia udržia.

Spojka, ktorá drží skutočný plný otvor, má hladký vnútorný prechod a používa tesnenie, ktoré sedí bez skladania, dáva stratu blízko teoretickej hodnoty jej priemeru. Spojka, ktorá je poddimenzovaná, neguľatá alebo vybavená hrubým odliatkom, pridáva pokles tlaku, ktorý žiadna tabuľka nepredpokladá.

To je tiež dôvod, prečo sú štandardizované rodiny spojok dôležité. Hlava Storz, spojka Machino, závit NH alebo spojka John Morris majú každý definovaný otvor a profil, takže inžinier môže vypočítať systém a očakávať, že hardvér bude zodpovedať výpočtu. Miešanie štandardov je niekedy nevyhnutné, ale malo by sa to robiť s účelovým adaptérom, a nie so hromadou improvizovaných armatúr.

Na prívodných a reléových vedeniach s veľkým priemerom dominuje koeficient koeficientu celému výpočtu tlaku čerpadla, takže rozdiel medzi dobre opracovanou spojkou a okrajovou spojkou sa ukazuje priamo na manometri. Ak je problémom pokles tlaku na tomto druhu vedenia, stojí to za to prehovoriť o rozložení s dodávateľom skôr pred objednávkou ako po prvom cvičení.

Veľká spojka požiarnej hadice Storz pre napájacie a reléové vedenia Veľká Storz spojka pre napájacie a reléové vedenia; zúbkovaný alebo rebrovaný nástavec na koncovku výfuku, veľkosti DIN do 12 palcov, prispôsobiteľné materiály a menovité tlaky. Zobraziť produkt →

Koeficienty požiarnych hadíc nie sú zložité. Sú to jedno číslo na typ hadice, aplikované prostredníctvom vzorca s tromi pojmami. Čo si vyžaduje skúsenosť, je vedieť, kedy toto číslo prestane byť pravdivé, čo je zvyčajne vtedy, keď je hadica stará, priemer nie je taký, ako uvádza plášť, alebo hardvér medzi čerpadlom a tryskou potichu obmedzuje prietok.

Získajte správny koeficient pre hadicu, ktorú skutočne nosíte, čestne pridajte dýzu, nadmorskú výšku a zariadenie a tlak čerpadla prestane byť hádankou. Meradlo vás občas prekvapí, ale prekvapí vás z dôvodu, ktorý nájdete.