ВЫБОР КОЭФФИЦИЕНТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОРОСИТЕЛЕЙ В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ
А.Н. Литвяк, канд. техн. наук, доцент, УГЗУ
В.А. Дуреев, канд. техн. наук, ст. преподаватель УГЗУ
Аннотация
Представлен переход к формализованной методике гидравлических расчетов распределительных сетей и трубопроводов при известном К-факторе оросителя.
Постановка проблемы
При выполнении гидравлических расчетов для распределительных сетей установок водяного пожаротушения [1], с использованием импортных оросителей, возникает проблема согласования данной методики с техническими характеристиками (ТХ) оросителей. Нормативная база [1] предлагает формализованную методику, которая позволяет проводить расчеты при известных диаметрах оросителей, используя коэффициент k производительности оросителя. В ТХ импортных оросителей приводится значение К-фактора. Способы перехода, между значениями К-фактора и k в нормативная литературе не приводятся.
Анализ последних исследований и публикаций
гидравлический ороситель распределительный трубопровод
Формализованная методика гидравлических расчетов для распределительных сетей и трубопроводов, представлена в [1], ключевые характеристики оросителей - диаметр и коэффициент производительности. В [2] предложен подход определения коэффициента производительности оросителей, с учетом диаметра оросителя и конфигурации его выходного канала. Использование иностранных оросителей рассмотрено в [3], ключевой характеристикой является К-фактор. Методики перехода от одних характеристик к другим не рассматриваются.
Постановка задачи и ее решение
Для выполнения расчетов по методике [1], необходимы формулы пересчета значений К-фактора в коэффициент производительности k.
Запишем уравнение объемного расхода огнетушащего вещества (ОВ), полученное из формулы Вейсбаха:
, (1)
где: Q - объемный расход ОВ, м3/с; F- площадь поперечного сечения оросителя, м2; g - ускорение свободного падения, м/с2; Н - потери напора м.вод.ст.; - коэффициент местного гидравлического сопротивления, зависит от вида местного сопротивления [3].
Согласно [1]:
, (2)
где: Q - объемный расход ОВ, л/с; k - коэффициент производительности, л/сvм; Н - напор перед оросителем, м.
Тогда, значение k в размерности принятой в [1] имеет вид:
. (3)
Из (3) следует, что k зависит от диаметра оросителя и конфигурации выходного канала. Значения k для различных оросителей принимаются из [1] или рассчитываются по (3). Необходимые для расчетов ж, при которых в [1] приведены k, представлены в таблице1.
Таблица1
|
Диаметр оросителя: d, м |
8•10-3 |
1•10-2 |
1,2•10-2 |
1,5•10-2 |
2•10-2 |
|
|
Коэффициент местного гидравлического сопротивления: |
1,24 |
1,26 |
1,24 |
1,21 |
1,24 |
|
|
Коэффициент производительности по ДБН В2.5-13-98*: k* |
0,2 |
0,31 |
0,45 |
0,71 |
1,25 |
|
|
Коэффициент производительности расчетный (3): kРАСЧ, |
0,202 |
0,313 |
0,454 |
0,718 |
1,26 |
|
|
Относительная погрешность |
0,832 |
0,835 |
0,832 |
1,085 |
0,832 |
Для иностранных оросителей основной характеристикой является К-фактор. Уравнение для расхода предлагается в виде [3]:
, (4)
где: Q1 - расход ОВ через ороситель, л/мин; К - К-фактор, л/(минvбар); Р1 - давление перед оросителем, бар.
Для согласования гидравлических расчетов методике, приведенной в [1], необходимо в (4) выполнить перевод размерностей, перейти к массовому расходу и выразить расход оросителя через коэффициент производительности.
Переведем (4) к размерностям, принятым в [1]:
, (5)
где: Q - расход ОВ через ороситель, л/с; К - характеристика оросителя К-фактор, л/(сvПа); Р - давление перед оросителем, Па; с - плотность ОВ, кг/м3.
Тогда:
. (6)
Для воды: k=K•0.00522
Получили удобное выражение, позволяющее выполнить гидравлические расчеты по методике в [1].
На рис. 1 представлены диаграммы расходов спринклеров TY-В К-80 и TY-В К-115. Интенсивность орошения І, л/м2: 0,12; ОВ: вода.
Рисунок 1 Диаграмма расхода спринклера TY-B 1 - К-фактор = 80; 2 - К-фактор = 115
Выводы. Получено выражение для расчета коэффициента производительности оросителя с учетомаким диаметра оросителя и конфигурации выходного канала. Выполнено согласование формализованной методики гидравлических расчетов с техническими данными иностранных оросителей.
Литература
1. ДБН В.2.5-13-98* Пожарная автоматика зданий и сооружений/ Госстрой Украины. Киев: 2007. 80 с.
2. А.А.Антошкин, А.Н.Литвяк Выбор коэффициента производительности оросителей с учетом диаметров Проблеми пожежної безеки. Зб. наук пр. УЦЗ України Вип. 21. Харків: УЦЗУ. 2007. С. 74-77.
3. Рекомендации по проектированию установок пожаротушения с применением оросителей водяных специальных. М.: «Огнеборец-плюс», 2005. 48 с.