Vzorec straty trením požiarnej hadice: koeficienty, príklady a tlak čerpadla

200-stopové útočné vedenie 1,75-palcovej hadice, ktorá prúdi 150 galónov za minútu, spáli asi 70 psi predtým, než voda vôbec dosiahne trysku. Operátori čerpadiel, ktorí toto číslo preskočia, to zvyčajne zistia krátkym, slabým prúdom a veľkým hádaním na plyn. Nástroj, ktorý to predpovedá, je jedno násobenie: FL = C x Q^2 x L, kde FL je strata trením v psi, C je koeficient stanovený priemerom hadice a obložením, Q je prietok v stovkách galónov za minútu a L je dĺžka hadice v stovkách stôp.

Nasleduje, ako sa vzorec správa jednotku po jednotke, ktoré koeficienty platia pre bežné veľkosti hadíc, ako sa výsledkom stáva výtlačný tlak čerpadla a kde adaptéry, redukcie a rozdeľovače potichu menia odpoveď.

Vzorec straty trením požiarnej hadice, jednotka po jednotke

Strata trením je tlak vynaložený na turbulenciu a odpor, keď voda kĺže po obložení hadice. Stúpa v priamej línii s dĺžkou a druhou mocninou prietoku, a preto môže mierny nárast v galónoch za minútu spotrebovať veľkú časť výkonu čerpadla.

• FL je strata trením v psi pre vypočítanú časť hadice.
• C je koeficient straty trením, publikovaná hodnota viazaná na priemer hadice a konštrukciu.
• Q je prietok v stovkách galónov za minútu, takže 150 gpm sa zmení na 1,5 a 250 gpm na 2,5.
• L je dĺžka v stovkách stôp, takže 200 stôp sa stáva 2.

Pracovný príklad: 200 stôp 1,75-palcovej hadice pri 150 gpm. Q je 1,5, takže Q na druhú je 2,25 a L je 2. FL = 15,5 x 2,25 x 2, čo predstavuje 69,75 psi alebo približne 70 psi.

Z tejto aritmetiky priamo vychádzajú dve správanie. Zdvojnásobte dĺžku hadice a strata sa zdvojnásobí. Dvojnásobok prietoku a štvornásobok straty, pretože člen prietoku je umocnený na druhú.

Koeficienty strát trením pre bežné veľkosti hadíc

Publikované hodnoty C pochádzajú z prietokových testov na špecifických konštrukciách hadíc. Nižšie uvedené obrázky sú široko používané plánovacie hodnoty pre lemované požiarne hadice a fungujú dobre ako východiskový bod pre výpočty usporiadania.

Tabuľka vysvetľuje, prečo hadica s veľkým priemerom dominuje v zásobovaní. Presun 200 gpm cez 1,75-palcovú hadicu stojí asi 62 psi na 100 stôp. Presun rovnakého prietoku cez 4-palcovú hadicu stojí menej ako 1 psi.

Premena straty trením na výtlačný tlak čerpadla

Obrázok na paneli čerpadla nasleduje jednoduchý súčet: výtlačný tlak sa rovná tlaku v tryske plus strata trením plus prevýšenie plus strata zariadenia.

1. Tlak dýzy: zvyčajne 50 psi pre hladký vývrt a 100 psi pre hmlu alebo nastaviteľnú dýzu.
2. Strata trením: vzorec uvedený vyššie, aplikovaný na každú časť hadice v rozložení.
3. Nadmorská výška: asi 0,5 psi na stopu stúpania alebo približne 5 psi na poschodie typickej budovy.
4. Strata zariadenia: asi 10 psi na rozdvojku alebo rozdeľovač a často 25 psi na pripojenie stúpacieho potrubia.

Príklad 1: 200 stôp 1,75-palcovej hadice pri 150 gpm s hmlovou tryskou pri 100 psi na rovnom povrchu dáva 100 70 alebo 170 psi na paneli.

Príklad dva: rovnaký prietok cez 200 stôp 2,5-palcovej hadice. FL = 2 x 2,25 x 2 = 9 psi, takže údaj na paneli je 100 9 alebo 109 psi.

Rovnaký prúd, 61 psi menej na čerpadle. Rozdiel nie je v tryske a nie v čerpadle; je to vývrt hadice vedúcej vodu.

Adaptéry, redukcie a spojky Zmeňte odpoveď

Strata trením žije vo vnútri hadice, ale je kontrolovaná na spojoch. Akýkoľvek komponent, ktorý zužuje vodnú cestu, pridáva lokálny pokles tlaku a akýkoľvek komponent, ktorý znižuje efektívny priemer v časti hadice, mení hodnotu C použitú pre túto časť.

Krok nadol z 1 3/4 palca na 1 1/2 palca zvyšuje koeficient z 15,5 na 24, čo je zhruba o 55 percent viac strát pri rovnakom prietoku. Redukčný adaptér na výstupe panelu čerpadla alebo na vstupe dýzy teda nie je tlakovo neutrálny hardvér. Ide o zámerný nátlak na kompatibilitu rozhrania.

Viaczubová redukcia pre rôzne veľké pripojenia požiarnych hadíc Spája rôzne veľké viaczubové požiarne hadice alebo zariadenia; praktická voľba, keď rozhrania hadíc a zariadení vyžadujú zmenu veľkosti s prispôsobiteľnými rozmermi. Zobraziť produkt →

Na strane ponuky znášali aritmetické odmeny. Spojka s veľkým priemerom, ktorá udržuje celý vodný tok otvorený cez pripojenie, zachováva nízku hodnotu C hadice za ňou, čo je presne to, čo si vyžadujú dlhé uloženia a vysoké prietoky.

Veľká spojka požiarnej hadice Storz pre napájacie pripojenia Veľkorozmerná požiarna hadicová spojka Storz so zúbkovanými alebo rebrovanými koncami a veľkosťami do 300 mm pre prívodné prípojky s veľkým priemerom. Zobraziť produkt →

Keď distribútor rozdelí tok

Dvojcestný rozdeľovač neznižuje straty trením na polovicu. Proti prúdu od rozdelenia vedie prívodné vedenie súčet oboch tokov a tento súčet ide do vzorca. Dve útočné linky 150 gpm napájané z jedného prívodného vedenia znamenajú pri výpočte dodávky 300 gpm alebo Q 3. Pre 200 stôp 2,5-palcovej napájacej hadice je strata 2 x 9 x 2 alebo 36 psi, kým sa vôbec nezohľadní jedna z útočných línií. Pridajte stratu spotrebiča na rozdeľovači a tlak v paneli ďalej stúpa.

Päť chýb straty trenia, ktoré sa prejavia na ohnisku

1. Používanie gpm namiesto stoviek gpm. Zadaním hodnoty 150 namiesto 1,5 sa výsledok nafúkne stonásobne a tlak panelu sa dostane na nezmyselnú hodnotu.
2. Zabúdanie na nadmorskú výšku. Nárast o 40 stôp pridáva zhruba 20 psi a rozloženie stúpačky alebo podúrovne mení znamienko tohto termínu.
3. Zverejnený koeficient považovať za presný. Staršia hadica, zalomená hadica, poškodená výstelka a obmedzené spojky, to všetko posúva skutočnú stratu nad vypočítanú hodnotu, čo je dôvod, prečo mnohé oddelenia pridávajú 10 až 15-percentnú rezervu na dlhé pokládky.
4. Ignorovanie straty spotrebiča. Každé zariadenie medzi čerpadlom a tryskou spotrebúva tlak, ktorý vzorec trenia nezahŕňa.
5. Opätovné použitie nastavenia pumpy z iného rozloženia. Nastavenie, ktoré funguje pre 200 stôp 1,75-palcovej hadice, je nesprávne pre 300 stôp a opäť nesprávne, ak sa vymení tryska.

Tlak trysky je v rovnakom rozpočte

Tlak v dýze nie je strata trením, ale obe súťažia o rovnaký výkon čerpadla. Tryska dimenzovaná na 100 psi potrebuje na svojom vstupe 100 psi a každý psi stratený v hadici prichádza mimo dosahu prúdu a prieniku.

Nastaviteľné trysky bežne bežia pri 100 psi a pohybujú sa medzi priamym prúdom, úzkou hmlou a širokou hmlou. Každý vzor mení efektívny prietok a tým aj stratu trenia proti prúdu, čo je dôvod, prečo nastavenie čerpadla skopírované z vŕtačky s priamym prúdom môže po otvorení vzoru sklamať. Informácie o tom, ako sa tieto vzory správajú, nájdete v časti režimy rozprašovania nastaviteľnej trysky .

Tryska s priamym prúdom na potlačenie požiaru na veľké vzdialenosti Poskytuje pevný, hustý stĺpcový prúd pre potlačenie na veľké vzdialenosti; niektoré modely obsahujú guľový ventil pre rýchlu reguláciu prietoku a pomáhajú predchádzať tlakovým rázom. Zobraziť produkt →

Zariadenia s priamym prúdom a hladkým vývrtom sú menej citlivé na tento efekt, pretože ich prietok je nastavený skôr priemerom dýzy a vstupným tlakom než nastaviteľným vzorom.

Skratky polí a ako overiť číslo

Prevádzkovatelia čerpadiel sa málokedy množia v hlave o tretej ráno. Užitočná skratka pre 1,75-palcovú hadicu stojí za zapamätanie: asi 15 psi na 100 stôp pri 100 gpm, 35 psi pri 150 gpm a 62 psi pri 200 gpm. Pre 2,5-palcovú hadicu stoja rovnaké prietoky približne 2, 4,5 a 8 psi na 100 stôp.

Overenie je na cvičisku jednoduché. Nastavte známy prietok pomocou inline prietokomeru, odčítajte tlak na čerpadle a na vstupe dýzy a odpočítajte. Po úprave pre nadmorskú výšku je rozdielom skutočná strata trením danej hadice pri danom prietoku. Porovnanie s vypočítanou hodnotou ukazuje, či zverejnený koeficient stále vyhovuje hadici v prevádzke.

Spustenie tejto kontroly raz za rok zachytí opotrebovanie obloženia, zmenené dĺžky spojenia a akékoľvek obmedzenia spôsobené spojkou alebo adaptérom, ktoré boli vymenené bez kontroly.

Určenie hadíc, spojok a adaptérov s ohľadom na tlak

Vzorec odmeňuje tri špecifikačné návyky. Udržujte pracovný otvor taký veľký, ako to prevádzka umožňuje, vyhýbajte sa zbytočným redukciám medzi čerpadlom a tryskou a uistite sa, že každá spojka a adaptér sa zhodujú s hadicou aj so závitom alebo štandardom zaisťovania pri používaní.

Na tomto poslednom bode najviac záleží na medzinárodných projektoch, kde sa Storz, Machino, NH a iné vzory objavujú vedľa seba. Adaptér, ktorý prekračuje normy, je užitočný iba vtedy, ak sa jeho vodná cesta zhoduje s hadicou, ku ktorej sa pripája, pretože obmedzený otvor sa pri výpočte správa presne ako menšia hadica.

Ak tlakový rozpočet musí v teréne vydržať, oplatí sa pred objednaním hardvéru potvrdiť požiadavky na rozmery a prietok. Zdieľajte prevádzkové podmienky s technickým tímom a skontrolujte čísla oproti skutočným komponentom a nie oproti všeobecnej tabuľke. Vzorec zostáva rovnaký; menia sa len vstupy.