Objašnjeni koeficijenti vatrogasnog crijeva: vrijednosti gubitka trenjem i stvarni tlak pumpe

Dva operatera crpke dolaze u istu trokatnicu i puštaju istu mlaznicu na istoj postavci. Jedan drži oko 50 psi više na mjeraču pražnjenja, a nitko ne može objasniti zašto. Većinu vremena odgovor nije pumpa niti motor. To je crijevo, a posebno koeficijent koji mu je dodijeljen.

Evo prvo zaključka. Koeficijent vatrogasnog crijeva jedan je broj koji opisuje koliki pritisak troši dio crijeva od 100 stopa kada se voda kreće kroz njega brzinom od 100 galona u minuti. Pomnožite taj broj s kvadratom protoka i s duljinom u stotinama stopa, i dobit ćete gubitak zbog trenja. Svaki grafikon, prečac polja i argument o linijama napada od 1,75 inča naspram 2 inča proizlaze iz tog jednog odnosa.

Praktična posljedica je jednostavna. Ako ne znate koeficijent crijeva koje zapravo nosite, pogađate tlak pumpe. Ta pretpostavka vrijedi sve dok vod ne postane dugačak, dok protok ne poraste ili crijevo ne ostari.

Što vam koeficijent crijeva zapravo govori

Formula gubitka zbog trenja koja se koristi u vatrogasnim službama Sjeverne Amerike dovoljno je kratka da se može zapamtiti. FL je jednako C pomnoženo s Q na kvadrat pomnoženo s L. FL je gubitak zbog trenja u psi. Q je protok u stotinama galona u minuti, tako da 250 gpm postaje 2,5. L je duljina u stotinama stopa, tako da 200 stopa postaje 2. C je koeficijent i to je jedini član u jednadžbi koji opisuje samo crijevo, a ne kako ga koristite.

To je važno jer se o protoku i duljini odlučuje na ploči pumpe, dok je koeficijent svojstvo crijeva koje leži u krevetu. Nosi unutarnji promjer, stanje košuljice, hrapavost omotača koji pritišće vodu i turbulenciju koja se stvara pri svakom zavoju i spajanju duž strune.

Dvije linije obje označene 2,5 inča mogu nositi različite koeficijente. Novo gumeno crijevo i petnaest godina staro crijevo iste nominalne veličine ne ponašaju se isto, čak ni kada je ispis na omotu identičan.

Standardne vrijednosti koeficijenata prema veličini crijeva

Većina materijala za obuku u Sjedinjenim Državama koristi vrijednosti koje su objavili IFSTA i Nacionalna vatrogasna akademija. Oni su razumna polazna točka i kotiraju dovoljno široko da svi na vatrištu rade iz istih brojeva.

Zadnja dva stupca pokazuju što koeficijent radi u praksi. Udvostručenje protoka ne udvostručuje gubitak, ono ga množi s četiri, jer je Q na kvadrat. Konop od 2 inča pri 200 gpm gubi 32 psi na sto stopa, dok isti konop pri 100 gpm gubi samo 8 psi.

Razrađen primjer koji možete ponoviti na Firegroundu

Uzmite 200 stopa crijeva od 2 inča koje teče 250 gpm. Q je 2,5, L je 2, a C je 8.

FL je jednak 8 x 2,5 x 2,5 x 2, što je 100 psi.

Sada dodajte ostatak sustava. Mlaznica za maglu ocijenjena na 100 psi treba 100 psi na vrhu. Deset stopa nadmorske visine košta otprilike 4,3 psi, tako da mlaznica za treći kat dodaje oko 13 psi. Zupčanik ili razdjelnik dodaju još 10 do 25 psi, ovisno o uređaju i protoku.

Tlak ispuha pumpe jednak je 100 plus 100 plus 13 plus 10 ili 223 psi.

Prijeđite na crijevo od 2,5 inča i aritmetika se potpuno mijenja. Istih 250 gpm na istih 200 stopa gubi 2 x 6,25 x 2, ili 25 psi. To je ušteda od 75 psi na jednoj liniji, a to je cijeli slučaj za crijevo velikog promjera u jednom izračunu.

Gdje koeficijent počinje pomicati

Objavljene tablice pretpostavljaju novo, čisto, potpuno obloženo crijevo. Terensko crijevo je drugačije, a nekoliko faktora gura stvarni gubitak iznad tablične vrijednosti.

• Starost crijeva i stanje košuljice. Odvajanje obloge, plijesan i abrazija povećavaju efektivnu hrapavost. Kazna od 20 posto na starijoj niti od 1,75 inča nije neobična.
• Stvarni unutarnji promjer. Nazivne veličine su približne, a gubitak tlaka se kreće otprilike s obrnutom petom potencijom promjera, tako da malo premalo crijevo košta više nego što većina operatera očekuje.
• Temperatura vode. Hladna voda je viskoznija i uzima nekoliko dodatnih psi na dugoj liniji.
• Raspored. Pregibi, uski zavoji oko uglova i crijevo priklješteno ispod vrata ponašaju se kao dodatna duljina koja se nikada ne pojavljuje u vašim mjerenjima.

Spojne točke zaslužuju vlastitu bilješku. Ispravno usklađena spojka dodaje mali lokalni gubitak, a spoj sastavljen s upletenom brtvom ili djelomično postavljenom glavom dodaje znatno više. Presavijena brtva očitava se na mjeraču kao problem s koeficijentom čak i kad je crijevo dobro. Ispravna montaža je obrađena u ovom vodiču za kako treba spojiti vatrogasno crijevo .

Kako spojnice, adapteri i uređaji dodaju skrivene gubitke

Svaki uređaj između pumpe i mlaznice ima vlastiti gubitak, a metoda koeficijenta ga ne uključuje. Tablica opisuje crijevo. Ne govori ništa o hardveru pričvršćenom na krajeve.

Najviše iznenađenja izazivaju adapteri. Prijelaz s jednog nacionalnog standarda na drugi, na primjer pokretanje Storz linije u Machino ulaz, zahtijeva adapter s vlastitom unutarnjom geometrijom. Dobar adapter je kratak, gladak i punog provrta. Jadan gazi niz presjek, a taj se korak ponaša kao dužina manjeg crijeva. Na dovodnom vodu od 500 gpm, adapter koji sužava provrt za četvrt inča može koštati više pritiska od 50 stopa crijeva na koje je pričvršćen.

Praktično pravilo je odabrati adapter čiji provrt odgovara manjem od dva crijeva i izbjegavati slaganje dva adaptera tamo gdje je jedan dovoljan.

Storz adapterske spojnice – muški Machino za standardnu pretvorbu sučelja Muške Machino adapterske spojnice povezuju se ili pretvaraju između standarda ugradnje; odaberite provrt za manje crijevo i izbjegavajte slaganje adaptera tamo gdje će jedan biti dovoljan. Pogledajte proizvod →

Terenska pravila koja održavaju matematiku poštenom

Nakon što je ideja o koeficijentu jasna, pregršt pravila pokriva većinu stvarnih situacija.

1. Napiši zbroj. Ispusni tlak pumpe jednak je tlaku mlaznice plus gubitku zbog trenja plus povišenju plus gubitku uređaja. Nedostatak pojma je najčešći uzrok slabog toka.
2. Poštujte kvadrat. Svaka promjena protoka pomiče gubitak trenja za kvadrat omjera. Podizanje uzice sa 150 na 200 gpm povećava gubitak za oko 78 posto.
3. Razdvojite paralelne pravce prije izračuna. Dvije jednake sijamske linije svaka nose polovicu ukupnog protoka i svaka gube jednu četvrtinu pritiska koju bi izgubila jedna cijev koja nosi puni protok.
4. Zadržite radni koeficijent za svaku vrstu crijeva u svom inventaru, a ne samo za svaku veličinu.
5. Ponovno izračunajte nakon bilo kakve promjene hardvera. Novi uređaj, mlaznica ili adapter mijenjaju sustav, ne samo crijevo.

Izbor mlaznice spada u ovu aritmetiku jer mlaznica određuje protok. Mlaznica koju je lako prenapumpati ili ona koja operateru omogućuje promjenu protoka bez da to ikome kaže na ploči, pomiče termin gubitka zbog trenja više od bilo koje druge pojedinačne odluke. Prilagodljivi uzorci s jasno označenim postavkama protoka uklanjaju većinu te dvosmislenosti.

Podesiva mlaznica-Storz vatrogasna mlaznica s kontrolom protoka i obrascima prskanja Podesiva mlaznica za gašenje požara nudi više uzoraka raspršivanja, ventil za brzo uključivanje/isključivanje, upotrebu bez trzaja i kompatibilnost s više sučelja; označene postavke protoka pomažu smanjiti dvosmislenost ploče. Pogledajte proizvod →

Hardver koji održava matematiku koeficijenata predvidljivom

Postoji ograničenje koliko toga možete popraviti s ploče pumpe. Ostatak se mora ugraditi u hardver, a to je mjesto gdje kontrola provrta i proizvodna tolerancija zarađuju svoje.

Spojka koja drži pravi puni provrt, ima glatki unutarnji prijelaz i uzima brtvu koja sjeda bez preklapanja daje gubitak blizu teorijske vrijednosti za njezin promjer. Spojka koja je premale veličine, nije zaobljena ili ima grubi odljev dodaje pad tlaka koji nijedna tablica ne može predvidjeti.

To je također razlog zašto su standardizirane obitelji spajanja važne. Storz glava, Machino spojka, NH navoj ili John Morris spojka imaju definirani provrt i profil, tako da inženjer može izračunati sustav i očekivati ​​da hardver odgovara proračunu. Miješanje standarda ponekad je neizbježno, ali to bi trebalo biti učinjeno s namjenski izrađenim adapterom, a ne s hrpom improviziranih priključaka.

Na opskrbnim i relejnim vodovima velikog promjera izraz koeficijenta dominira cijelim izračunom tlaka crpke, tako da se razlika između dobro strojno obrađene spojke i marginalne spojke pokazuje izravno na manometru. Ako je pad tlaka na takvoj vrsti cjevovoda problem, isplati se razgovarati o izgledu s dobavljačem prije narudžbe nego nakon prve vježbe.

Velika Storz spojnica vatrogasnog crijeva za dovodne i relejne vodove Velika Storz spojnica za opskrbne i relejne vodove; nazubljeni ili rebrasti nastavak ispušne cijevi, DIN veličine do 12 inča, prilagodljivi materijali i nazivni tlak. Pogledajte proizvod →

Koeficijenti vatrogasnog crijeva nisu komplicirani. Oni su jedan broj po vrsti crijeva, primijenjen kroz formulu s tri člana. Ono što zahtijeva iskustvo je znati kada taj broj prestane biti točan, što je obično kada je crijevo staro, promjer nije onoliko koliko je navedeno na omotu ili hardver između pumpe i mlaznice tiho ograničava protok.

Odredite pravi koeficijent za crijevo koje zapravo nosite, pošteno dodajte mlaznicu, visinu i uvjete uređaja i tlak pumpe prestaje biti nagađanje. Mjerač će vas i dalje povremeno iznenaditi, ali iznenadit će vas iz razloga koji možete pronaći.