Vysvětlení koeficientů požární hadice: Hodnoty ztráty třením a skutečný tlak čerpadla

Dva operátoři čerpadel dorazí do stejné třípatrové budovy a proudí stejnou tryskou při stejném nastavení. Jeden drží asi o 50 psi více na výboji a ani jeden nedokáže vysvětlit proč. Odpovědí většinou není čerpadlo a ne motor. Je to hadice a konkrétně jí přiřazený koeficient.

Zde je nejprve závěr. Koeficient požární hadice je jediné číslo, které popisuje, jaký tlak spotřebuje 100 stopový úsek hadice, když jím proudí voda rychlostí 100 galonů za minutu. Vynásobte toto číslo druhou mocninou toku a délkou ve stovkách stop a získáte ztrátu třením. Každý graf, zkratka pole a argument o 1,75 palce versus 2 palce útočné čáry vyrůstají z tohoto jednoho vztahu.

Praktický důsledek je jednoduchý. Pokud neznáte koeficient hadice, kterou skutečně nesete, tipujete tlak čerpadla. Tento odhad platí, dokud se vedení nezvětší, nezvýší průtok nebo nezestárne hadice.

Co vám vlastně říká koeficient hadice

Vzorec pro ztrátu tření používaný v severoamerických hasičských sborech je dostatečně krátký na to, aby se dal zapamatovat. FL se rovná C násobené Q na druhou násobené L. FL je ztráta třením v psi. Q je průtok ve stovkách galonů za minutu, takže 250 gpm se stane 2,5. L je délka ve stovkách stop, takže 200 stop se stane 2. C je koeficient a je to jediný termín v rovnici, který popisuje samotnou hadici, spíše než jak ji používáte.

To je důležité, protože o průtoku a délce se rozhoduje na panelu čerpadla, zatímco koeficient je vlastností hadice sedící v lůžku. Nese vnitřní průměr, stav vložky, drsnost pláště přitisknutého k vodě a turbulence vytvořené při každém ohybu a spojení podél vlasce.

Dvě čáry, obě označené 2,5 palce, mohou nést různé koeficienty. Nová pryžová hadice a patnáct let stará hadice stejné jmenovité velikosti se nechovají stejně, i když je potisk na plášti identický.

Standardní hodnoty koeficientu podle velikosti hadice

Většina školicích materiálů ve Spojených státech používá hodnoty publikované IFSTA a National Fire Academy. Jsou rozumným výchozím bodem a jsou citovány dostatečně široce, aby všichni na ohništi pracovali ze stejných čísel.

Poslední dva sloupce ukazují, co koeficient dělá v praxi. Zdvojnásobení toku nezdvojnásobí ztrátu, ale vynásobí ji čtyřmi, protože Q je na druhou. 2palcová linka při 200 gpm ztrácí 32 psi na sto stop, zatímco stejná linka při 100 gpm ztrácí pouze 8 psi.

Odpracovaný příklad, který můžete opakovat na Firegroundu

Vezměte 200 stop 2palcové hadice proudící 250 gpm. Q je 2,5, L je 2 a C je 8.

FL se rovná 8 x 2,5 x 2,5 x 2, což odpovídá 100 psi.

Nyní přidejte zbytek systému. Mlhová tryska dimenzovaná na 100 psi potřebuje 100 psi na špičce. Deset stop výšky stojí zhruba 4,3 psi, takže tryska pro třetí podlahu přidává asi 13 psi. Wye nebo rozdělovač přidá dalších 10 až 25 psi v závislosti na zařízení a průtoku.

Výtlačný tlak čerpadla se rovná 100 plus 100 plus 13 plus 10 nebo 223 psi.

Přepněte na 2,5palcovou hadici a aritmetika se úplně změní. Stejných 250 gpm na stejných 200 stop ztrácí 2 x 6,25 x 2, neboli 25 psi. To je úspora 75 psi na jedné lince a to je celý případ pro hadici velkého průměru v jediném výpočtu.

Kde se koeficient začíná unášet

Publikované tabulky předpokládají novou, čistou, plně vyvložkovanou hadici. Polní hadice je jiná a několik faktorů tlačí skutečnou ztrátu nad tabulkovou hodnotu.

• Stáří hadice a stav vložky. Oddělování vložky, plíseň a otěr zvyšují účinnou drsnost. Dvacetiprocentní penalizace na starší 1,75palcové lince není nic neobvyklého.
• Skutečný vnitřní průměr. Nominální velikosti jsou přibližné a tlaková ztráta se mění zhruba s převrácenou hodnotou páté mocniny průměru, takže mírně poddimenzovaná hadice stojí více, než většina operátorů očekává.
• Teplota vody. Studená voda je viskóznější a na dlouhé lince bere pár psi navíc.
• Rozložení. Zalomení, těsné ohyby kolem rohů a hadice přiskřípnuté pod dveřmi se chovají jako extra délka, která se ve vašem měření nikdy neprojeví.

Spojovací body si zaslouží vlastní poznámku. Správně sladěná spojka přidává malou lokální ztrátu a spoj smontovaný s krouceným těsněním nebo částečně usazenou hlavou přidává podstatně více. Složené těsnění se na měřidle ukazuje jako problém s koeficientem, i když je samotná hadice v pořádku. Správná montáž je popsána v této příručce jak by měl být spoj požární hadice připojen .

Jak spojky, adaptéry a spotřebiče přidávají skrytou ztrátu

Každé zařízení mezi čerpadlem a tryskou má svou vlastní ztrátu a koeficientová metoda ji nezahrnuje. Tabulka popisuje hadici. Neříká to nic o hardwaru našroubovaném na konce.

Nejvíce překvapení způsobují adaptéry. Přechod z jednoho národního standardu na jiný, například zavedení linky Storz do vstupu Machino, vyžaduje adaptér s vlastní vnitřní geometrií. Dobrý adaptér je krátký, hladký a s plným otvorem. Chudák sestoupí po průřezu a ten schod se chová jako délka menší hadice. Na přívodním potrubí 500 gpm může adaptér, který zužuje vrtání o čtvrt palce, stát více tlaku než 50 stop hadice, ke které je připojen.

Praktickým pravidlem je vybrat adaptér, jehož otvor odpovídá menší z obou hadic, a vyhnout se naskládání dvou adaptérů tam, kde stačí jeden.

Adaptérové spojky Storz – samec Machino pro konverzi standardního rozhraní Zásuvkové adaptérové spojky Machino se připojují nebo převádějí mezi montážními standardy; zvolte otvor pro menší hadici a vyhněte se stohování adaptérů tam, kde jeden bude stačit. Zobrazit produkt →

Pravidla pole, která udržují matematiku upřímnou

Jakmile je myšlenka koeficientu jasná, několik pravidel pokryje většinu skutečných situací.

1. Vypiš součet. Výstupní tlak čerpadla se rovná tlaku v trysce plus ztrátě třením plus nadmořská výška plus ztráta zařízení. Chybějící termín je nejčastější příčinou slabého proudu.
2. Respektujte náměstí. Jakákoli změna průtoku posune ztrátu třením o druhou mocninu poměru. Zvýšení linky ze 150 na 200 gpm zvyšuje ztrátu asi o 78 procent.
3. Před výpočtem rozdělte rovnoběžné čáry. Dvě stejné siamesed linky, každá nese polovinu celkového průtoku a každá ztratí jednu čtvrtinu tlaku, kterou by ztratilo jediné potrubí vedoucí plný průtok.
4. Udržujte pracovní koeficient pro každý typ hadice ve svém inventáři, nejen pro každou velikost.
5. Přepočítat po jakékoli změně hardwaru. Nový spotřebič, tryska nebo adaptér mění systém, nejen hadici.

Volba trysky patří do této aritmetiky, protože tryska nastavuje průtok. Tryska, kterou lze snadno přečerpat, nebo tryska, která umožňuje operátorovi změnit průtok, aniž by to komukoli na panelu říkala, posouvá člen ztráty třením více než jakékoli jiné jediné rozhodnutí. Nastavitelné vzory s jasně označeným nastavením průtoku odstraňují většinu této nejednoznačnosti.

Nastavitelná tryska-Storz hasičská tryska s řízením průtoku a stříkacími vzory Hasičská nastavitelná tryska nabízí několik vzorů stříkání, ventil pro rychlé zapnutí/vypnutí, použití bez zpětného rázu a kompatibilitu s více rozhraními; označená nastavení toku pomáhají snížit nejednoznačnost panelu. Zobrazit produkt →

Hardware, který udržuje matematický koeficient předvídatelný

Existuje limit, kolik z toho můžete opravit z panelu čerpadla. Zbytek musí být zabudován do hardwaru, a to je místo, kde se kontrola vrtání a výrobní tolerance udržují.

Spojka, která drží skutečné plné vrtání, má hladký vnitřní přechod a používá těsnění, které sedí bez skládání, poskytuje ztrátu blízkou teoretické hodnotě svého průměru. Spojka, která je poddimenzovaná, nezakulacená nebo vybavená hrubým odlitkem, přidává pokles tlaku, který žádná tabulka nepředvídá.

To je také důvod, proč jsou standardizované rodiny spojek důležité. Hlava Storz, spojka Machino, závit NH nebo spojka John Morris mají každý definovaný otvor a profil, takže technik může vypočítat systém a očekávat, že hardware bude odpovídat výpočtu. Míchání standardů je někdy nevyhnutelné, ale mělo by to být provedeno s účelovým adaptérem spíše než hromadou improvizovaných armatur.

Na napájecích a reléových vedeních velkého průměru dominuje celému výpočtu tlaku čerpadla koeficientový člen, takže rozdíl mezi dobře opracovanou spojkou a okrajovou spojkou se ukazuje přímo na manometru. Pokud je problémem pokles tlaku na tomto druhu vedení, stojí to za to konzultaci rozložení s dodavatelem spíše před objednávkou než po prvním cvičení.

Velká požární hadicová spojka Storz pro napájecí a reléová vedení Velká Storz spojka pro napájecí a reléová vedení; vroubkovaná nebo žebrovaná koncovka výfuku, velikosti DIN do 12 palců, přizpůsobitelné materiály a jmenovité tlaky. Zobrazit produkt →

Koeficienty požárních hadic nejsou složité. Jedná se o jedno číslo na typ hadice aplikované prostřednictvím vzorce se třemi členy. Co vyžaduje zkušenost, je vědět, kdy toto číslo přestane platit, což je obvykle, když je hadice stará, průměr není takový, jaký uvádí plášť, nebo hardware mezi čerpadlem a tryskou tiše omezuje průtok.

Získejte správný koeficient pro hadici, kterou skutečně nosíte, poctivě přidejte trysku, nadmořskou výšku a zařízení a tlak čerpadla přestane být odhadem. Měřidlo vás občas překvapí, ale překvapí vás z důvodu, který můžete najít.