فرمول تلفات اصطکاک شیلنگ آتش نشانی: ضرایب، مثال ها و فشار پمپ

یک خط حمله 200 فوتی از شیلنگ 1.75 اینچی که 150 گالن در دقیقه جریان دارد، قبل از اینکه آب به نازل برسد، حدود 70 psi می سوزد. اپراتورهای پمپ که این عدد را رد می کنند معمولاً از طریق جریان کوتاه و ضعیف و حدس زدن زیاد در گاز متوجه می شوند. ابزاری که آن را پیش بینی می کند یک ضرب است: FL = C x Q^2 x L، که در آن FL افت اصطکاک بر حسب psi است، C ضریب تعیین شده توسط قطر شلنگ و آستر، Q جریان بر حسب صدها گالن در دقیقه، و L طول شیلنگ در صدها فوت است.

آنچه در ادامه می‌آید این است که فرمول واحد به واحد چگونه رفتار می‌کند، چه ضرایبی برای اندازه‌های شلنگ معمولی اعمال می‌شود، چگونه نتیجه به فشار تخلیه پمپ تبدیل می‌شود، و جایی که آداپتورها، کاهنده‌ها و توزیع‌کننده‌ها بی‌صدا پاسخ را تغییر می‌دهند.

فرمول تلفات اصطکاک شیلنگ آتش نشانی، واحد به واحد

از دست دادن اصطکاک فشاری است که روی اغتشاش صرف می شود و در هنگام سر خوردن آب در امتداد آستر شلنگ می کشد. در یک خط مستقیم با طول و با مجذور جریان بالا می رود، به همین دلیل است که افزایش متوسط ​​گالن در دقیقه می تواند سهم زیادی از خروجی پمپ را مصرف کند.

• FL افت اصطکاک بر حسب psi برای بخش شیلنگ در حال محاسبه است.
• C ضریب تلفات اصطکاک است، مقدار منتشر شده مرتبط با قطر شلنگ و ساختار.
• Q جریان بر حسب صدها گالن در دقیقه است، بنابراین 150 gpm می شود 1.5 و 250 gpm می شود 2.5.
• L طول بر حسب صد پا است، بنابراین 200 فوت می شود 2.

نمونه کار شده: 200 فوت شیلنگ 1.75 اینچی با سرعت 150 گرم در دقیقه. Q 1.5 است، بنابراین مجذور Q 2.25 و L برابر 2 است. FL = 15.5 x 2.25 x 2، که به 69.75 psi یا تقریباً 70 psi می رسد.

دو رفتار مستقیماً از آن حساب خارج می شوند. طول شلنگ را دو برابر کنید و افت آن دو برابر می شود. جریان دو برابر می شود و تلفات چهار برابر می شود، زیرا جمله جریان مجذور است.

ضرایب تلفات اصطکاک برای اندازه های شیلنگ معمولی

مقادیر C منتشر شده از آزمایش‌های جریان بر روی ساختارهای شیلنگ خاص می‌آیند. شکل‌های زیر مقادیر برنامه‌ریزی پرکاربرد برای شلنگ آتش‌نشانی خط‌دار هستند و به‌عنوان نقطه شروعی برای محاسبات طرح‌بندی به خوبی عمل می‌کنند.

جدول توضیح می دهد که چرا شلنگ با قطر بزرگ بر کار عرضه غالب است. جابجایی 200 gpm از طریق شیلنگ 1.75 اینچی حدود 62 psi در هر 100 فوت هزینه دارد. انتقال همان جریان از طریق شیلنگ 4 اینچی کمتر از 1 psi هزینه دارد.

تبدیل افت اصطکاک به فشار تخلیه پمپ

شکل پانل پمپ یک جمع ساده را دنبال می کند: فشار تخلیه برابر است با فشار نازل به اضافه افت اصطکاک به اضافه افزایش ارتفاع به علاوه تلفات دستگاه.

1. فشار نازل: معمولاً 50 psi برای سوراخ صاف و 100 psi برای مه یا نازل قابل تنظیم.
2. از دست دادن اصطکاک: فرمول بالا، برای هر بخش شلنگ در طرح اعمال می شود.
3. ارتفاع: حدود 0.5 psi در هر فوت ارتفاع، یا تقریبا 5 psi در هر طبقه از یک ساختمان معمولی.
4. تلفات دستگاه: حدود 10 psi به ازای هر وای یا توزیع کننده و اغلب 25 psi برای اتصال پایه.

مثال اول: 200 فوت شیلنگ 1.75 اینچی با سرعت 150 گرم در دقیقه با نازل مه شکن با سرعت 100 psi روی زمین صاف، 100 70 یا 170 psi را در پانل می دهد.

مثال دوم: جریان یکسان از 200 فوت شیلنگ 2.5 اینچی. FL = 2 x 2.25 x 2 = 9 psi، بنابراین رقم پانل 100 9 یا 109 psi است.

همان جریان، 61 psi کمتر در پمپ. تفاوت در نازل و پمپ نیست. این سوراخ شلنگی است که آب را حمل می کند.

آداپتورها، کاهنده ها و کوپلینگ ها پاسخ را تغییر می دهند

تلفات اصطکاک در داخل شیلنگ وجود دارد، اما در اتصالات کنترل می شود. هر جزء که مسیر آب را باریک کند، یک افت فشار موضعی اضافه می کند، و هر جزء که قطر موثر را در قسمت شیلنگ کاهش می دهد، مقدار C مورد استفاده برای آن بخش را تغییر می دهد.

پایین آمدن از 1 3/4 اینچ به 1 1/2 اینچ، ضریب را از 15.5 به 24 افزایش می دهد، یعنی تقریباً 55 درصد تلفات بیشتر در همان جریان. بنابراین یک آداپتور کاهنده در خروجی پانل پمپ یا در ورودی نازل سخت افزار خنثی فشار نیست. این یک تجارت عمدی فشار برای سازگاری رابط است.

کاهش دهنده چند دندانه برای اتصالات شیلنگ آتش نشانی با اندازه های مختلف شلنگ ها یا تجهیزات آتش نشانی چند دندانه با اندازه های مختلف را متصل می کند. یک انتخاب عملی زمانی که رابط های شلنگ و تجهیزات نیاز به تغییر اندازه دارند، با ابعاد قابل تنظیم. مشاهده محصول →

در سمت عرضه، پاداش های حسابی متهور شد. یک کوپلینگ با قطر زیاد که آبراه کامل را از طریق اتصال باز نگه می‌دارد، مقدار C پایین شلنگ پشت آن را حفظ می‌کند، که دقیقاً همان چیزی است که برای مدت طولانی و جریان زیاد نیاز دارد.

کوپلینگ شیلنگ آتش نشانی بزرگ Storz برای اتصالات تامین کوپلینگ شلنگ آتش نشانی Storz سایز بزرگ با انتهای دم دندانه دار یا آجدار و اندازه های تا 300 میلی متر برای اتصالات تغذیه با قطر بزرگ. مشاهده محصول →

هنگامی که یک توزیع کننده جریان را تقسیم می کند

یک توزیع کننده دو طرفه تلفات اصطکاک را به نصف کاهش نمی دهد. در بالادست تقسیم، خط عرضه مجموع هر دو جریان را حمل می کند و این مجموع همان چیزی است که در فرمول قرار می گیرد. دو خط حمله 150 gpm که از یک خط عرضه تغذیه می‌شوند به معنای 300 gpm یا Q از 3 در محاسبه عرضه هستند. برای 200 فوت شیلنگ تغذیه 2.5 اینچی، تلفات 2 x 9 x 2 یا 36 psi است، قبل از اینکه هر یک از خطوط حمله حتی در نظر گرفته شود. تلفات دستگاه توزیع کننده را اضافه کنید و فشار پانل بیشتر می شود.

پنج خطای اصطکاک از دست دادن که در Fireground نمایش داده می شود

1. استفاده از gpm به جای صدها gpm. وارد کردن 150 به جای 1.5 نتیجه را صد برابر می کند و فشار پانل را به یک رقم بی معنی می رساند.
2. فراموش کردن ارتفاع افزایش 40 فوتی تقریباً 20 psi اضافه می‌کند، و یک طرح پایه یا پایین‌تر از درجه، علامت آن عبارت را تغییر می‌دهد.
3. در نظر گرفتن ضریب منتشر شده به عنوان دقیق. شلنگ قدیمی‌تر، شیلنگ پیچ خورده، آستر آسیب‌دیده و کوپلینگ‌های محدود، همگی تلفات واقعی را بالاتر از مقدار محاسبه‌شده می‌گذارند، به همین دلیل است که بسیاری از بخش‌ها 10 تا 15 درصد حاشیه را برای لخت‌های طولانی اضافه می‌کنند.
4. نادیده گرفتن از دست دادن دستگاه هر دستگاه بین پمپ و نازل فشاری را مصرف می کند که فرمول اصطکاک شامل آن نمی شود.
5. استفاده مجدد از تنظیم پمپ از یک طرح متفاوت. تنظیمی که برای 200 فوت شیلنگ 1.75 اینچی کار می کند برای 300 فوت اشتباه است و اگر نازل عوض شود دوباره اشتباه است.

فشار نازل در همان بودجه قرار دارد

فشار نازل از دست دادن اصطکاک نیست، اما این دو برای خروجی پمپ یکسان با هم رقابت می کنند. یک نازل با سرعت 100 psi به 100 psi در ورودی خود نیاز دارد و هر psi از دست رفته در شیلنگ از دسترس و نفوذ جریان خارج می شود.

نازل های قابل تنظیم معمولاً در 100 psi کار می کنند و بین الگوهای جریان مستقیم، مه باریک و مه گسترده جابجا می شوند. هر الگوی جریان موثر و در نتیجه کاهش اصطکاک در بالادست را تغییر می دهد، به همین دلیل است که تنظیم پمپ کپی شده از یک مته جریان مستقیم می تواند پس از باز شدن الگو ناامید شود. برای پیشینه نحوه رفتار آن الگوها، ببینید حالت های اسپری نازل قابل تنظیم .

نازل جریان مستقیم برای اطفاء حریق از راه دور یک جت ستونی محکم و متراکم برای سرکوب در مسافت های طولانی ارائه می دهد. برخی از مدل ها دارای یک شیر توپی برای کنترل سریع جریان و کمک به جلوگیری از افزایش فشار هستند. مشاهده محصول →

دستگاه های جریان مستقیم و حفره صاف نسبت به این اثر حساسیت کمتری دارند، زیرا جریان آنها به جای یک الگوی قابل تنظیم توسط قطر نازل و فشار ورودی تنظیم می شود.

میانبرهای فیلد و نحوه تأیید شماره

اپراتورهای پمپ به ندرت در ساعت سه بامداد در سر خود ضرب می شوند. یک میانبر مفید برای شلنگ 1.75 اینچی ارزش به خاطر سپردن دارد: حدود 15 psi در هر 100 فوت در 100 gpm، 35 psi در 150 gpm و 62 psi در 200 gpm. برای شلنگ 2.5 اینچی، جریان های مشابه تقریباً 2، 4.5 و 8 psi در هر 100 فوت هزینه دارند.

تأیید در زمین تمرین ساده است. یک جریان شناخته شده را با یک فلومتر خطی تنظیم کنید، فشار را در پمپ و در ورودی نازل بخوانید و از آن کم کنید. پس از تنظیم ارتفاع، تفاوت از دست دادن اصطکاک واقعی آن شیلنگ در آن جریان است. مقایسه آن با مقدار محاسبه شده نشان می دهد که آیا ضریب منتشر شده همچنان با شیلنگ در سرویس مطابقت دارد یا خیر.

انجام این بررسی سالی یک بار باعث سایش آستر، تغییر طول جفت شده و هرگونه محدودیتی که توسط کوپلینگ یا آداپتوری که بدون بررسی تعویض شده است، ایجاد می شود.

تعیین شیلنگ، کوپلینگ و آداپتور با فشار در ذهن

این فرمول به سه عادت مشخصات پاداش می دهد. سوراخ کاری را تا جایی که عملیات اجازه می دهد بزرگ نگه دارید، از کاهش های غیرضروری بین پمپ و نازل خودداری کنید و تأیید کنید که هر کوپلینگ و آداپتور با شلنگ و رزوه یا استاندارد قفل در حال استفاده مطابقت دارد.

این نکته آخر در پروژه های بین المللی بسیار مهم است، جایی که Storz، Machino، NH و الگوهای دیگر در کنار هم ظاهر می شوند. آداپتوری که از استانداردها عبور می کند تنها زمانی مفید است که آبراه آن با شیلنگی که به آن متصل می شود مطابقت داشته باشد، زیرا یک سوراخ محدود در محاسبه دقیقاً مانند یک شلنگ کوچکتر عمل می کند.

اگر بودجه فشار باید در میدان باقی بماند، ارزش آن را دارد که ابعاد و جریان مورد نیاز قبل از سفارش سخت افزار تأیید شود. شرایط عملیاتی را با تیم مهندسی به اشتراک بگذارید و اعداد را با اجزای واقعی به جای جدول عمومی بررسی کنید. فرمول ثابت می ماند. فقط ورودی ها تغییر می کنند.