Материалы сайта
Это интересно
Проектирование судовой системы водяного пожаротушения
2. Гидравлический расчет судовой системы водяного пожаротушения Целью расчета является проверка соответствия давления воды у пожарных клапанов требованиям Регистра и показателей выбранных насосов конкретным условиям работы системы. 2.1. Расчет гидравлических потерь напора в трубопроводах Расчет гидравлических потерь напора в трубопроводах системы выполняется в два этапа: на первом – производится расчет местных сопротивлений участков трубопровода, а на втором – расчет потерь напора в трубопроводах применительно к наиболее удаленному и высоко расположенному пожарным клапанам системы. При заполнении табл.3 сопротивление на участке от соответствующего элемента следует принимать равным произведению коэффициента сопротивления и количества соответствующего элемента на участке, а общее местное сопротивление на участке [pic] равно сумме сопротивлений от всех элементов, имеющихся на участке. Таблица 3 Расчет местных сопротивлений трубопровода |Параметры элементов |Показатели участков трубопровода | |трубопровода | | | |1 – 3|2 – 3|3 – 4|4 – 5|5 – 6|4 – 7|7 – 8| |Колено ( ): | | | | | | | | |количество n1 |0 |0 |4 |2 |1 |6 |1 | |сопротивление 0,11(n1 |0 |0 |0,44 |0,22 |0,11 |0,66 |0,11 | |Тройник ( ): | | | | | | | | |количество n2 |4 |3 |5 |6 |0 |1 |0 | |сопротивление 0,1(n2 |0,4 |0,3 |0,5 |0,6 |0 |0,1 |0 | |Тройник ( ): | | | | | | | | |количество n3 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 | |сопротивление 2(n3 |0 |0 |2 |0 |0 |0 |0 | |Тройник ( ): | | | | | | | | |количество n4 |0 |0 |1 |0 |0 |1 |0 | |сопротивление 1,2(n4 |0 |0 |1,2 |0 |0 |1,2 |0 | |Четверник ( ): | | | | | | | | |количество n5 |0 |0 |0 |1 |0 |1 |0 | |сопротивление 1,7(n5 |0 |0 |0 |1,7 |0 |1,7 |0 | |Компенсирующий патрубок ( | | | | | | | | |): |0 |0 |0 |0 |0 |3 |0 | |количество n6 |0 |0 |0 |0 |0 |0,3 |0 | |сопротивление 0,1(n6 | | | | | | | | |Клапан запорный ( ): |0 |0 |1 |0 |0 |5 |0 | |количество n7 |0 |0 |4,8 |0 |0 |24 |0 | |сопротивление 4,8(n7 | | | | | | | | |Клапан невозвратно запорный ( |1 |1 |0 |0 |0 |0 |0 | |): |5,1 |5,1 |0 |0 |0 |0 |0 | |количество n8 | | | | | | | | |сопротивление 5,1(n8 | | | | | | | | |Общее местное сопротивление на | | | | | | | | |участке [pic] |5,5 |5,4 |8,94 |2,52 |0,11 |27,96|0,11 | В табл. 4 общие потери напора в трубопроводе и давление у пожарных клапанов 6 и 8 определяются для двух вариантов: соответственно [pic], [pic], [pic], [pic] при работе первого пожарного насоса с напором [pic] и [pic], [pic], [pic], [pic] – второго пожарного насоса с напором [pic]. В нашем случае при однотипных насосах [pic]. Полученные таким образом значения давлений должны быть не менее, указанных в Правилах Регистра. В противном случае состав и показатели элементов системы (прежде всего насосов) должны быть соответственно изменены. В расчетах принимаем: [pic]°С – температура воды; [pic] кг/м3 – плотность воды; [pic] м2/с – кинематическая вязкость воды. Таблица 4 Расчет гидравлических потерь напора в трубопроводе |Наименование |Обозначение,|Показатели участков трубопровода | |параметра, |формула или | | |размерность |источник | | | | |1 – 3|2 – 3|3 – 4|4 – 5|5 – 6|4 – 7|7 – 8| |Расход воды, |[pic] из |82 |63 |145 |145 |25 |123 |23 | |м3/ч |табл. 2 | | | | | | | | |Длина участка |[pic] из |5,5 |4,0 |2,7 |7,8 |5,0 |70 |3,2 | |трубопровода, |задания | | | | | | | | |м | | | | | | | | | |Высота подъема|[pic] из |1,3 |1,3 |7,8 |10,0 |1,0 |1,1 |1,5 | |на участке, м |задания | | | | | | | | |Внутренний |[pic] из |0,1 |0,1 |0,15 |0,15 |0,065|0,125|0,065| |диаметр труб, |табл. 2 | | | | | | | | |м | | | | | | | | | |Скорость |[pic] из |2,87 |2,21 |2,26 |2,26 |2,07 |2,76 |1,91 | |потока воды, |табл. 2 | | | | | | | | |м/с | | | | | | | | | |Число |[pic] |0,221|0,17 |0,261|0,261|0,104|0,265|0,095| |Рейнольдса | | | | | | | |5 | |(10-6 | | | | | | | | | |Коэффициент |[pic] |0,015|0,016|0,014|0,014|0,017|0,014|0,018| |сопротивления | |3 |2 |9 |9 |9 |8 |2 | |трения | | | | | | | | | |Общее местное |[pic] из |5,5 |5,4 |8,94 |2,52 |0,11 |27,96|0,11 | |сопротивление |табл. 3 | | | | | | | | |Потери напора |[pic] |2,61 |1,48 |2,35 |0,841|0,319|13,81|0,183| |динамические, | | | | | | | | | |м вод. ст. | | | | | | | | | |Суммарная |[pic] |3,91 |2,78 |10,15|10,84|1,32 |14,91|1,68 | |потеря напора,| | | | | | | | | |м вод. ст. | | | | | | | | | |Общие потери напора, | | |м вод. ст.: | | |точка 6 |[pic] | |точка 6 |[pic] | |точка 8 |[pic] | |точка 8 |[pic] | |Давление у пожарного | | |клапана, МПа: | | |точка 6 |[pic] | |точка 6 |[pic] | |точка 8 |[pic] | |точка 8 |[pic] | 2.2. Обоснование рабочего режима системы водотушения Результаты гидравлического расчета системы используются для определения показателей работы насосов в условиях проектируемой системы. Для определения параметров насосов на установившемся режиме их работы строятся совмещенные характеристики насосов и системы в соответствии со следующим алгоритмом. 1. На координатную сетку [pic] переносятся паспортные характеристики выбранных пожарных насосов (кривая I). В нашем случае кривая одна, т. к. выбранные насосы однотипны. 2. На этом же рисунке строятся характеристики участков 1 – 3 и 2 – 3 (кривые II и III). 3. Для каждого насоса строятся их реальные характеристики (кривые IV и V) путем геометрического вычитания характеристик участков из соответствующих паспортных характеристик насосов по координате [pic]. 4. Строится суммарная характеристика двух параллельно работающих пожарных насосов (кривая VI) путем геометрического суммирования их реальных характеристик по координате [pic]. 5. Строится характеристика трубопровода (кривая VII). 6. Аппроксимируя (при необходимости) характеристику трубопровода до пересечения с суммарной характеристикой насосов, получаем рабочую точку системы [pic], координаты которой ([pic]; [pic]) являются параметрами рабочего режима системы. 7. Проецируя точку [pic] в направлении оси [pic] через реальные характеристики на паспортные, находят рабочие показатели их работы ([pic]; [pic]) и по уровню последних оценивают степень использования выбранных пожарных насосов в составе проектируемой системы.