Formula gubitka zbog trenja vatrogasnog crijeva: koeficijenti, primjeri i tlak pumpe

Napadna linija od 200 stopa od 1,75-inčnog crijeva koja teče 150 galona u minuti izgara oko 70 psi prije nego što voda uopće dođe do mlaznice. Rukovatelji pumpama koji preskoče taj broj obično saznaju kroz kratku, slabu struju i puno nagađanja na gasu. Alat koji to predviđa je jedno množenje: FL = C x Q^2 x L, gdje je FL gubitak zbog trenja u psi, C je koeficijent određen promjerom crijeva i oblogom, Q je protok u stotinama galona u minuti, a L je duljina crijeva u stotinama stopa.

Ono što slijedi je kako se formula ponaša jedinica po jedinica, koji se koeficijenti primjenjuju na uobičajene veličine crijeva, kako rezultat postaje ispusni tlak pumpe i gdje adapteri, reduktori i razdjelnici tiho mijenjaju odgovor.

Formula gubitka trenja vatrogasnog crijeva, jedinica po jedinica

Gubitak trenja je pritisak koji se troši na turbulenciju i otpor dok voda klizi duž obloge crijeva. Diže se u ravnoj liniji s duljinom i s kvadratom protoka, zbog čega skromno povećanje galona u minuti može potrošiti veliki udio izlaza crpke.

• FL je gubitak zbog trenja u psi za presjek crijeva koji se izračunava.
• C je koeficijent gubitka zbog trenja, objavljena vrijednost povezana s promjerom crijeva i konstrukcijom.
• Q je protok u stotinama galona u minuti, tako da 150 gpm postaje 1,5, a 250 gpm postaje 2,5.
• L je duljina u stotinama stopa, tako da 200 stopa postaje 2.

Primjer rada: 200 stopa crijeva od 1,75 inča pri 150 gpm. Q je 1,5, tako da je Q na kvadrat 2,25, a L je 2. FL = 15,5 x 2,25 x 2, što znači 69,75 psi, ili otprilike 70 psi.

Dva ponašanja ispadaju ravno iz te aritmetike. Udvostručite duljinu crijeva i gubitak se udvostručuje. Udvostručite protok i gubitak se učetverostručuje, jer je član protoka na kvadrat.

Koeficijenti gubitka trenjem za uobičajene veličine crijeva

Objavljene C vrijednosti potječu iz ispitivanja protoka na specifičnim konstrukcijama crijeva. Slike u nastavku su naširoko korištene vrijednosti planiranja za obložene vatrogasne cijevi i dobro funkcioniraju kao početna točka za izračune izgleda.

Tablica objašnjava zašto crijevo velikog promjera dominira radom opskrbe. Premještanje 200 gpm kroz crijevo od 1,75 inča košta oko 62 psi na 100 stopa. Premještanje tog istog protoka kroz crijevo od 4 inča košta manje od 1 psi.

Pretvaranje gubitka trenja u tlak pražnjenja pumpe

Slika na ploči crpke slijedi jednostavan zbroj: tlak ispuštanja jednak je tlaku mlaznice plus gubitku trenja plus povećanju visine plus gubitku uređaja.

1. Tlak mlaznice: obično 50 psi za glatku mlaznicu i 100 psi za maglu ili podesivu mlaznicu.
2. Gubitak trenjem: gornja formula primijenjena na svaki dio crijeva u rasporedu.
3. Nadmorska visina: oko 0,5 psi po stopi uspona, ili otprilike 5 psi po katu tipične zgrade.
4. Gubitak uređaja: oko 10 psi po zvjezdici ili razdjelniku, a često 25 psi za spoj cijevi.

Primjer prvi: 200 stopa crijeva od 1,75 inča pri 150 gpm s mlaznicom za maglu pri 100 psi na ravnom terenu daje 100 70 ili 170 psi na ploči.

Primjer drugi: isti protok kroz 200 stopa crijeva od 2,5 inča. FL = 2 x 2,25 x 2 = 9 psi, tako da je brojka na ploči 100 9 ili 109 psi.

Isti tok, 61 psi manje na pumpi. Razlika nije u mlaznici i ne u pumpi; to je provrt crijeva kojim teče voda.

Adapteri, reduktori i spojnice mijenjaju odgovor

Gubitak trenja živi unutar crijeva, ali se kontrolira na priključcima. Svaka komponenta koja sužava vodeni put dodaje lokalni pad tlaka, a svaka komponenta koja smanjuje efektivni promjer kroz dio crijeva mijenja vrijednost C koja se koristi za taj dio.

Smanjenje s 1 3/4 inča na 1 1/2 inča podiže koeficijent s 15,5 na 24, što je otprilike 55 posto više gubitka pri istom protoku. Redukcijski adapter na izlazu ploče pumpe ili na ulazu mlaznice stoga nije hardver neutralan prema tlaku. To je namjerna trgovina pritiskom za kompatibilnost sučelja.

Reduktor s više zubaca za priključke vatrogasnih crijeva različitih veličina Spaja vatrogasna crijeva ili opremu različitih veličina s više zubaca; praktičan izbor kada sučelja crijeva i opreme zahtijevaju promjenu veličine, s prilagodljivim dimenzijama. Pogledajte proizvod →

Na strani ponude, aritmetičke nagrade su dosadile. Spojka velikog promjera koja drži cijeli vodeni put otvorenim kroz priključak čuva nisku vrijednost C crijeva iza sebe, što je upravo ono što zahtijevaju dugo polaganje i veliki protok.

Velika Storz spojnica vatrogasnog crijeva za dovodne priključke Velika Storz spojnica protupožarnog crijeva s nazubljenim ili rebrastim završecima i veličinama do 300 mm za dovodne priključke velikog promjera. Pogledajte proizvod →

Kad distributer podijeli tok

Dvosmjerni razdjelnik ne prepolovljuje gubitak trenja. Uzvodno od razdvajanja, opskrbni vod nosi zbroj oba toka, a taj ukupni iznos ulazi u formulu. Dvije linije napada od 150 gpm koje se napajaju iz jedne dovodne linije znače 300 gpm, ili Q od 3, u izračunu opskrbe. Za 200 stopa dovodnog crijeva od 2,5 inča, gubitak je 2 x 9 x 2, ili 36 psi, prije nego što se bilo koja napadna linija uopće uzme u obzir. Dodajte gubitak uređaja u razdjelniku i tlak na ploči se dodatno penje.

Pet pogrešaka zbog gubitka trenja koje se pojavljuju na terenu

1. Upotreba gpm umjesto stotina gpm. Unos 150 umjesto 1,5 povećava rezultat stostruko i šalje pritisak na ploču na besmislenu brojku.
2. Zaboravljajući visinu. Uspon od 40 stopa dodaje otprilike 20 psi, a uspon ili tlocrt ispod razine mijenja predznak tog izraza.
3. Tretirajući objavljeni koeficijent kao egzaktan. Starija crijeva, savijena crijeva, oštećena obloga i ograničene spojke povećavaju stvarni gubitak iznad izračunate vrijednosti, zbog čega mnogi odjeli dodaju 10 do 15 posto marže na duge staze.
4. Ignoriranje gubitka uređaja. Svaki uređaj između pumpe i mlaznice troši tlak koji formula trenja ne uključuje.
5. Ponovno korištenje postavke pumpe iz drugog izgleda. Postavka koja radi za 200 stopa crijeva od 1,75 inča je pogrešna za 300 stopa, a opet pogrešna ako se promijeni mlaznica.

Tlak mlaznica je u istom proračunu

Tlak mlaznice nije gubitak zbog trenja, ali se njih dvoje natječu za isti učinak pumpe. Mlaznica ocijenjena na 100 psi treba 100 psi na svom ulazu, a svaki psi izgubljen u crijevu izlazi izvan dosega struje i prodiranja.

Prilagodljive mlaznice obično rade na 100 psi i mijenjaju se između ravnog toka, uske i široke magle. Svaki uzorak mijenja efektivni protok, a time i gubitak trenja uzvodno, zbog čega postavka crpke kopirana iz bušilice s ravnom strujom može razočarati nakon što se uzorak otvori. Za pozadinu o tome kako se ti obrasci ponašaju, pogledajte načini prskanja podesive mlaznice .

Ravna mlaznica za suzbijanje požara na velikim udaljenostima Isporučuje čvrst, gust stupčasti mlaz za suzbijanje na velikim udaljenostima; neki modeli uključuju kuglasti ventil za brzu kontrolu protoka i sprječavanje skokova tlaka. Pogledajte proizvod →

Uređaji s ravnom strujom i glatkim provrtom manje su osjetljivi na ovaj učinak, jer je njihov protok postavljen promjerom mlaznice i ulaznim tlakom, a ne podesivim uzorkom.

Prečaci polja i kako provjeriti broj

Pumpari se rijetko kad umnože u glavi u tri ujutro. Korisni prečac za crijevo od 1,75 inča vrijedi zapamtiti: oko 15 psi na 100 stopa pri 100 gpm, 35 psi pri 150 gpm i 62 psi pri 200 gpm. Za crijevo od 2,5 inča, isti protok košta otprilike 2, 4,5 i 8 psi na 100 stopa.

Provjera je jednostavna na poligonu. Postavite poznati protok pomoću inline mjerača protoka, očitajte tlak na pumpi i na ulazu mlaznice i oduzmite. Nakon podešavanja za visinu, razlika je stvarni gubitak trenja tog crijeva pri tom protoku. Usporedba s izračunatom vrijednošću pokazuje da li objavljeni koeficijent još uvijek odgovara crijevu u uporabi.

Pokretanje te provjere jednom godišnje otkriva istrošenost obloge, promijenjene spojene duljine i sva ograničenja uvedena spojkom ili adapterom koji je zamijenjen bez pregleda.

Određivanje crijeva, spojnica i adaptera s tlakom na umu

Formula nagrađuje tri navike specifikacije. Neka radni provrt bude onoliko velik koliko radnja dopušta, izbjegavajte nepotrebna smanjenja između pumpe i mlaznice i potvrdite da svaka spojnica i adapter odgovaraju i crijevu i standardu navoja ili zaključavanja koji se koristi.

Ta zadnja točka je najvažnija na međunarodnim projektima, gdje se Storz, Machino, NH i drugi uzorci pojavljuju jedan pored drugog. Adapter koji prelazi standarde koristan je samo ako njegov vodni put odgovara crijevu na koje se spaja, jer se ograničeni provrt ponaša točno kao manje crijevo u izračunu.

Ako se proračun tlaka mora održati na terenu, vrijedi potvrditi zahtjeve za dimenzijama i protokom prije naručivanja hardvera. Podijelite radne uvjete s inženjerskim timom i provjerite brojeve prema stvarnim komponentama, a ne prema generičkoj tablici. Formula ostaje ista; mijenjaju se samo ulazi.