Vzorec ztráty požární hadice třením: koeficienty, příklady a tlak čerpadla

200 stop dlouhé útočné vedení 1,75palcové hadice proudící 150 galonů za minutu hoří asi 70 psi, než voda vůbec dosáhne trysky. Operátoři čerpadel, kteří toto číslo přeskočí, to obvykle zjistí krátkým, slabým proudem a spoustou hádání na plyn. Nástroj, který to předpovídá, je jedno násobení: FL = C x Q^2 x L, kde FL je ztráta třením v psi, C je koeficient nastavený průměrem hadice a obložením, Q je průtok ve stovkách galonů za minutu a L je délka hadice ve stovkách stop.

Následuje, jak se vzorec chová jednotku po jednotce, jaké koeficienty platí pro běžné velikosti hadic, jak se výsledkem stane výtlačný tlak čerpadla a kde adaptéry, redukce a rozdělovače tiše mění odpověď.

Vzorec ztráty tření požární hadice, jednotka po jednotce

Ztráta třením je tlak vynaložený na turbulence a odpor, když voda klouže po obložení hadice. Stoupá v přímce s délkou a druhou mocninou průtoku, proto může mírný nárůst v galonech za minutu spotřebovat velkou část výkonu čerpadla.

• FL je ztráta třením v psi pro vypočítanou část hadice.
• C je koeficient ztráty třením, publikovaná hodnota vázaná na průměr hadice a konstrukci.
• Q je průtok ve stovkách galonů za minutu, takže 150 gpm se stane 1,5 a 250 gpm se stane 2,5.
• L je délka ve stovkách stop, takže 200 stop se stane 2.

Pracovní příklad: 200 stop 1,75palcové hadice při 150 gpm. Q je 1,5, takže Q na druhou je 2,25 a L je 2. FL = 15,5 x 2,25 x 2, což odpovídá 69,75 psi nebo zhruba 70 psi.

Z této aritmetiky přímo vycházejí dvě chování. Zdvojnásobte délku hadice a ztráta se zdvojnásobí. Dvojnásobný průtok a ztráta se zčtyřnásobí, protože člen průtoku je na druhou.

Koeficienty ztráty třením pro běžné velikosti hadic

Publikované hodnoty C pocházejí z průtokových testů na konkrétních konstrukcích hadic. Níže uvedené obrázky jsou široce používané plánovací hodnoty pro lemované požární hadice a fungují dobře jako výchozí bod pro výpočty uspořádání.

Tabulka vysvětluje, proč v zásobování dominuje hadice o velkém průměru. Přesun 200 gpm přes 1,75palcovou hadici stojí asi 62 psi na 100 stop. Přesun stejného průtoku přes 4palcovou hadici stojí méně než 1 psi.

Přeměna ztráty třením na výtlačný tlak čerpadla

Obrázek na panelu čerpadla následuje jednoduchý součet: výtlačný tlak se rovná tlaku v trysce plus ztráta třením plus převýšení plus ztráta zařízení.

1. Tlak trysky: typicky 50 psi pro hladký vývrt a 100 psi pro mlhovou nebo nastavitelnou trysku.
2. Ztráta třením: výše uvedený vzorec, aplikovaný na každý úsek hadice v uspořádání.
3. Nadmořská výška: asi 0,5 psi na stopu stoupání nebo zhruba 5 psi na patro typické budovy.
4. Ztráta zařízení: asi 10 psi na rozdvojku nebo rozvaděč a často 25 psi pro připojení stoupacího potrubí.

Příklad jedna: 200 stop 1,75palcové hadice při 150 gpm s mlhovou tryskou při 100 psi na rovné zemi dává 100 70 nebo 170 psi na panelu.

Příklad 2: stejný průtok 200 stopami 2,5palcové hadice. FL = 2 x 2,25 x 2 = 9 psi, takže hodnota panelu je 100 9 nebo 109 psi.

Stejný proud, na čerpadle o 61 psi méně. Rozdíl není v trysce a ne v čerpadle; je to vývrt hadice vedoucí vodu.

Adaptéry, redukce a spojky Změňte odpověď

Ztráta třením žije uvnitř hadice, ale je řízena na spojích. Jakákoli součást, která zužuje vodní cestu, přidává místní pokles tlaku a jakákoli součást, která zmenšuje efektivní průměr v části hadice, mění hodnotu C použitou pro tuto část.

Krok dolů z 1 3/4 palce na 1 1/2 palce zvýší koeficient z 15,5 na 24, což je zhruba o 55 procent větší ztráta při stejném průtoku. Redukční adaptér na výstupu panelu čerpadla nebo na vstupu trysky proto není tlakově neutrální hardware. Je to záměrný obchod s tlakem na kompatibilitu rozhraní.

Redukce s více zuby pro připojení požárních hadic různých velikostí Připojuje různé velikosti vícezubých požárních hadic nebo zařízení; praktická volba, když rozhraní hadic a zařízení vyžadují změnu velikosti, s přizpůsobitelnými rozměry. Zobrazit produkt →

Na straně nabídky nesly aritmetické odměny. Spojka s velkým průměrem, která udržuje plnou vodní cestu otevřenou přes připojení, zachovává nízkou hodnotu C hadice za ní, což je přesně to, co vyžadují dlouhé položení a vysoké průtoky.

Velká požární hadicová spojka Storz pro připojení napájení Velkorozměrová požární hadicová spojka Storz s vroubkovaným nebo žebrovaným koncem a velikostí do 300 mm pro velkoprůměrové přívodní přípojky. Zobrazit produkt →

Když distributor rozdělí tok

Dvoucestný rozdělovač nesnižuje ztráty třením na polovinu. Před rozdělením vede přívodní potrubí součet obou toků a tento součet je to, co jde do vzorce. Dvě útočné linky 150 gpm napájené z jednoho přívodního vedení znamenají ve výpočtu dodávky 300 gpm, neboli Q 3. Pro 200 stop 2,5palcové přívodní hadice je ztráta 2 x 9 x 2 nebo 36 psi, než se vůbec vezme v úvahu jedna útočná linie. Přidejte ztrátu spotřebiče rozdělovače a tlak panelu dále stoupá.

Pět chyb ztráty tření, které se projeví na ohništi

1. Použití gpm místo stovek gpm. Zadáním 150 místo 1,5 se výsledek nafoukne stonásobně a tlak panelu se pošle na nesmyslnou hodnotu.
2. Zapomínání na nadmořskou výšku. Nárůst o 40 stop přidává zhruba 20 psi a rozvržení stoupací trubky nebo podúrovně mění znaménko tohoto termínu.
3. Považovat publikovaný koeficient za přesný. Starší hadice, zalomená hadice, poškozené obložení a omezené spojky, to vše tlačí skutečnou ztrátu nad vypočítanou hodnotu, což je důvod, proč mnoho oddělení přidává 10 až 15 procent rezervy na dlouhé položení.
4. Ignorování ztráty zařízení. Každé zařízení mezi čerpadlem a tryskou spotřebovává tlak, který třecí vzorec nezahrnuje.
5. Opětovné použití nastavení pumpy z jiného rozvržení. Nastavení, které funguje pro 200 stop 1,75palcové hadice, je špatné pro 300 stop a znovu špatné, pokud se vymění tryska.

Tlak v trysce je ve stejném rozpočtu

Tlak v trysce není ztráta třením, ale oba soutěží o stejný výkon čerpadla. Tryska dimenzovaná na 100 psi potřebuje na vstupu 100 psi a každá ztráta psi v hadici vychází z dosahu proudu a průniku.

Nastavitelné trysky normálně běží při 100 psi a přepínají mezi přímým proudem, úzkou mlhou a širokou mlhou. Každý vzor mění efektivní průtok a tím i ztrátu tření proti proudu, což je důvod, proč nastavení čerpadla zkopírované z vrtačky s přímým proudem může po otevření vzoru zklamat. Pro pozadí toho, jak se tyto vzory chovají, viz režimy rozprašování nastavitelné trysky .

Tryska s přímým proudem pro potlačení požáru na velké vzdálenosti Poskytuje pevný, hustý sloupcový paprsek pro potlačení na dlouhé vzdálenosti; některé modely obsahují kulový ventil pro rychlou regulaci průtoku a pomáhají předcházet tlakovým rázům. Zobrazit produkt →

Zařízení s přímým proudem a hladkým vývrtem jsou na tento efekt méně citlivá, protože jejich průtok je nastaven spíše průměrem trysky a vstupním tlakem než nastavitelným vzorem.

Zkratky polí a jak ověřit číslo

Operátoři čerpadel se málokdy množí v hlavě ve tři ráno. Užitečná zkratka pro 1,75palcovou hadici stojí za zapamatování: asi 15 psi na 100 stop při 100 gpm, 35 psi při 150 gpm a 62 psi při 200 gpm. U 2,5palcové hadice stojí stejné průtoky zhruba 2, 4,5 a 8 psi na 100 stop.

Ověření je přímočaré na cvičišti. Nastavte známý průtok pomocí inline průtokoměru, odečtěte tlak na čerpadle a na vstupu trysky a odečtěte. Po úpravě pro nadmořskou výšku je rozdíl ve skutečné ztrátě třením dané hadice při daném průtoku. Porovnání s vypočtenou hodnotou ukazuje, zda zveřejněný koeficient stále vyhovuje hadici v provozu.

Spuštění této kontroly jednou za rok zachycuje opotřebení obložení, změněné délky spojky a všechna omezení způsobená spojkou nebo adaptérem, které byly zaměněny bez kontroly.

Specifikace hadic, spojek a adaptérů s ohledem na tlak

Vzorec odměňuje tři specifikační návyky. Udržujte pracovní vrt tak velký, jak to provoz dovoluje, vyhněte se zbytečným redukcím mezi čerpadlem a tryskou a ujistěte se, že každá spojka a adaptér odpovídají použité hadici i závitu nebo standardu zajištění.

Na tomto posledním bodě nejvíce záleží na mezinárodních projektech, kde se Storz, Machino, NH a další vzory objevují vedle sebe. Adaptér, který překračuje normy, je užitečný pouze tehdy, pokud jeho vodní cesta odpovídá hadici, ke které se připojuje, protože omezený otvor se ve výpočtu chová přesně jako menší hadice.

Pokud musí tlakový rozpočet v terénu vydržet, vyplatí se před objednáním hardwaru potvrdit požadavky na rozměry a průtok. Sdílejte provozní podmínky s technickým týmem a zkontrolujte čísla oproti skutečným komponentám spíše než proti obecné tabulce. Vzorec zůstává stejný; mění se pouze vstupy.