Гидравлический расчет установки пожаротушения

 

Важным моментом проектирования всех типов АУПТ является разработка схем размещения оросителей (распылителей, генераторов) и распределительных сетей трубопроводов. Требуемое для помещения количество спринклерных оросителей или генераторов определяется при проведении гидравлического расчета, а их установка производится с учетом технических характеристик и требований п.4 НПБ 88-2001^* [7].

Требуется определить диаметры трубопроводов и подобрать тип и параметры основного водопитателя для спринклерной установки водяного пожаротушения, защищающей помещение склада каучука. Размеры помещения 18´20´5м. Расстояние от защищаемого помещения до станции пожаротушения 55 м. Защищаемое помещение и станция пожаротушения расположены на первом этаже на одной отметке. Насосы запитаны от резервуара.

Решение.

. Определяем исходные данные для расчёта.

Интенсивность орошения водой J_н =0,2л/ (с·м²), [НПБ88-2001*, п.4.4, табл.2, НСИС ПБ 2006] для 3 группы помещений по степени опасности развития пожара

[НПБ88-2001*, прил.1].

Площадь для расчета расхода воды F_р = 180 м². табл.2. п.4.4 [7]

Производим трассировку трубопроводов и оросителей на плане защищаемого помещения. (рис.2.1). Для гидравлического расчёта принимаем следующий тип оросителя СПО0-РУд0,74-R1/2/Р57. В3-“СПУ-15”, основные характеристики которого изложены в приложении 2. Данный тип оросителей предназначен для получения из водного раствора пенообразователя воздушно-механической пены низкой кратности и применяется на стационарных установках пенного пожаротушения.

В результате получили, что фактическая площадь орошения спринклерным оросителем F_ор =9 м², что соответствует табл.2. п.4.4 [7]

Расчетное количество оросителей на площади F_р = 180 м².

 

 

. Определяем расход раствора пенообразователя через диктующий спринклер.

 

 л/с.

 

Где к= 0,74, коэффициент производительности спринклерного оросителя (см. приложения).

H_min =15 м, минимальный свободный напор у оросителя (по технической документации на спринклер, см. приложения)

. Определяем внутренний диаметр трубопровода и значение удельного сопротивления на участке 1 - 2.

 

 

где V - скорость движения воды по трубам (рекомендуется V = 3…5 м/с), принимаем V=5 м/с.

Принимаем трубы стальные электросварные [ГОСТ 10704-91] и диаметр условного прохода распределительного трубопровода на участке 1-2 равным d_{у 1-2} =32 мм, к_т = 13,97 л²/с² [НПБ88-2001*, прил.2, табл.1].

. Определяем напор у 2 - го оросителя

 

 

. Определяем расход через 2-ой ороситель

 

 

. Определяем  на участке 2-3

 

 

Принимаем d_{у 2-а} = 40 мм, к_т = 28,7 л²/с².

. Определяем напор у 3-го оросителя

 

 

. Определяем расход из 3-го оросителя.

 

 

Рис.2.2 Схема троссировки оросителей.

 

9. Определяем  на участке а-3.

 

 

Принимаем d_{у 3-а} = 50 мм, к_т = 110 л²/с².

. Определяем напор в т. а.

 

 

. Определяем расход из левой ветки 1-го рядка при напоре Н_а^пр = 20,4 м по формуле

_4-5 =

 

где В_5-а - характеристика левой ветки рядка. Для определения В_5-а зададимся напором у 4 и 5 оросителей. Н^'₅ = Н₁ = 15 м, Н₄ = Н_2, соответственно им Q₅ = Q₁=2,86л/с, Q₄= Q₂=3л/с, диаметры условного прохода трубопроводов на участке 4-5 d_4-5=32 мм, к_т=13,97л²/с², на участке а-4 d_а-4=40мм, к_т= 28,7 л²/с². При этом напор в разветвлении “а” будет равен:

 

 и

,

 

Фактический расход из левой ветки первого рядка составит:

 

 

. Определяем диаметр питательного трубопровода.

Для этого определим суммарный расход воды на расчетной площади

 

∑Q_1-20=n_р∙ Q_1-5=4∙15,34=61,36 л/с.

 

где Q_{1-5 -} суммарный расход из оросителей 1-го рядка

 

Q_1-5= Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q_4-5 = 2,86 +3+3,34 +6,14=15.34 л/с.

 

n_р=4, число рядков на расчетной площади.

 

 

Принимаем d_{тр. пит} = 150 мм, к_т = 36920 л²/с²

. Определяем напор в точке “б”

 

 

. Определяем расход из оросителей 6-10.

 

 где

 

. Определяем напор в точке “в”

 

 

. Определяем расход из оросителей 11-15.

 

 

. Определяем напор в точке “г”

 

 

. Определяем расход из оросителей 16-20.

 

 

. Определяем напор в точке “з”

Определим суммарный расход из оросителей расчетной площади

 

Q_1-20=Q_1-5 + Q_6-10 + Q_11-15 + Q_16-20 = 15,34 +15,34+15,37+15,44=61,49 л/с.

 

. Определяем диаметр магистрального трубопровода.

Определим общий расход на все 6 защищаемых помещений

 

Q_маг= 6∙Q_общ= 6∙61,49= 368,94 л/с.

 

Принимаем d_{тр. маг} = 350 мм, к_т = 4062000 л²/с²

. Определяем требуемый напор у основного водопитателя (насоса) по формуле:

 

Н_вод = 1,2h_лин + h_кл + z + H_1,где,

 

а) h_лин - суммарные потери напора в сети, которые определяются следующим образом:

_лин = h_распр + h_ст + h_подв,

_распр - потери напора в распределительных трубопроводах:

_распр = H_з - H₁ = 21,7 - 15 = 6,7 м,

_ст - потери напора в стояке:

 

 

При высоте помещения 5 м с учетом узла управления l_ст = 3,5 м._подв - потери напора в подводящем трубопроводе:

 

 отсюда_лин = 6,7 + 0,36 + 5,12 = 12,18 м;

 

б) h_кл - потери напора в клапане узла управления:

 

Технические характеристики клапанов

Тип клапана	F-200 ф-мы GRINNELL		КЗУ
Условный проход, мм	100	150	100	150
Коэффициент потерь напора, (м∙с^2) /л^2	0,00119	0,00014	0,00213	0,00056

 

принимаем в установке клапан типа GRINNELL с условным проходом - 150 мм.

 

 

где  - коэффициент потерь напора в узле управления, принимается по технической документации на клапаны.

в) z - разность отметок “диктующего" оросителя и оси напорного патрубка водопитателя (z = 3,5 м).

Требуемый напор у водопитателя будет равен:

 

Н_вод = 1,2h_лин + h_кл + z + H₁= 1,2 · 12,18 + 0,53 + 3,5 + 15 = 33,65 м.

 

По расходу Q_расч. = 61,49 л/с и по напору Н_вод. =33,65 м, пользуясь таблицей приложения 7, выбираем насосы марки 1Д 315-50 с электродвигателями мощностью 90,0 кВт, обеспечивающие подачу 87,5 л/с и напор 55,0 м. Принимаем 1 рабочий насос и 1 резервный.