صيغة فقدان الاحتكاك لخرطوم الحريق: المعاملات والأمثلة وضغط المضخة

خط هجوم بطول 200 قدم من خرطوم 1.75 بوصة يتدفق 150 جالونًا في الدقيقة يحرق حوالي 70 رطل لكل بوصة مربعة قبل أن يصل الماء إلى الفوهة. عادةً ما يكتشف مشغلو المضخة الذين يتخطون هذا الرقم من خلال تيار قصير وضعيف والكثير من التخمين عند دواسة الوقود. الأداة التي تتنبأ به هي عملية ضرب واحدة: FL = C x Q^2 x L، حيث FL هو فقدان الاحتكاك بوحدة psi، وC هو المعامل الذي يحدده قطر الخرطوم والبطانة، وQ هو التدفق بمئات الجالونات في الدقيقة، وL هو طول الخرطوم بمئات الأقدام.

ما يلي هو كيفية تصرف الصيغة وحدة تلو الأخرى، والمعاملات التي تنطبق على أحجام الخراطيم الشائعة، وكيف تصبح النتيجة ضغط تفريغ المضخة، وحيث تغير المحولات ومخفضات السرعة والموزعات الإجابة بهدوء.

صيغة فقدان الاحتكاك بخرطوم الحريق، وحدة بوحدة

فقدان الاحتكاك هو الضغط الذي يتم إنفاقه على الاضطراب والسحب أثناء انزلاق الماء على طول بطانة الخرطوم. إنه يرتفع في خط مستقيم مع الطول ومع مربع التدفق، وهذا هو السبب في أن الزيادة المتواضعة في الجالونات في الدقيقة يمكن أن تستهلك حصة كبيرة من إنتاج المضخة.

• FL هو فقدان الاحتكاك في رطل لكل بوصة مربعة لقسم الخرطوم الذي يتم حسابه.
• C هو معامل فقدان الاحتكاك، وهي قيمة منشورة مرتبطة بقطر الخرطوم وبنيته.
• Q يتدفق بمئات الجالون في الدقيقة، لذا يصبح 150 جالونًا في الدقيقة 1.5 و250 جالونًا في الدقيقة يصبح 2.5.
• L هو الطول بمئات الأقدام، لذا فإن 200 قدم تصبح 2.

مثال عملي: خرطوم بطول 200 قدم مقاس 1.75 بوصة بسرعة 150 جالونًا في الدقيقة. Q هي 1.5، لذا فإن Q تربيع هو 2.25، وL هو 2. FL = 15.5 × 2.25 × 2، والذي يصل إلى 69.75 رطل لكل بوصة مربعة، أو ما يقرب من 70 رطل لكل بوصة مربعة.

هناك سلوكان يسقطان مباشرة من تلك الحسابات. مضاعفة طول الخرطوم وتضاعف الخسارة. مضاعفة التدفق والخسارة أربع مرات، لأن حد التدفق مربع.

معاملات فقدان الاحتكاك لأحجام الخراطيم المشتركة

تأتي قيم C المنشورة من اختبارات التدفق على إنشاءات خراطيم محددة. تمثل الأشكال أدناه قيم التخطيط المستخدمة على نطاق واسع لخراطيم إطفاء الحرائق المبطنة، وهي تعمل بشكل جيد كنقطة بداية لحسابات التخطيط.

يشرح الجدول سبب سيطرة الخرطوم ذو القطر الكبير على أعمال التوريد. يتكلف نقل 200 جالون في الدقيقة عبر خرطوم مقاس 1.75 بوصة حوالي 62 رطل لكل بوصة مربعة لكل 100 قدم. إن نقل نفس التدفق عبر خرطوم مقاس 4 بوصات يكلف أقل من 1 رطل لكل بوصة مربعة.

تحويل فقدان الاحتكاك إلى ضغط تفريغ المضخة

يتبع شكل لوحة المضخة مجموعًا بسيطًا: ضغط التفريغ يساوي ضغط الفوهة بالإضافة إلى فقدان الاحتكاك بالإضافة إلى كسب الارتفاع بالإضافة إلى فقدان الجهاز.

1. ضغط الفوهة: عادةً 50 رطل لكل بوصة مربعة للتجويف الأملس و100 رطل لكل بوصة مربعة للضباب أو الفوهة القابلة للتعديل.
2. فقدان الاحتكاك: يتم تطبيق الصيغة المذكورة أعلاه على كل قسم خرطوم في المخطط.
3. الارتفاع: حوالي 0.5 رطل لكل بوصة مربعة من الارتفاع، أو حوالي 5 رطل لكل بوصة مربعة لكل طابق في مبنى نموذجي.
4. فقدان الجهاز: حوالي 10 رطل لكل بوصة مربعة لكل واي أو موزع، وغالبًا ما يكون 25 رطل لكل بوصة مربعة لتوصيل الأنبوب الرئيسي.

المثال الأول: خرطوم 200 قدم مقاس 1.75 بوصة عند 150 جالونًا في الدقيقة مع فوهة ضباب عند 100 رطل لكل بوصة مربعة على أرض مستوية يعطي 100 70 أو 170 رطلًا لكل بوصة مربعة على اللوحة.

المثال الثاني: نفس التدفق خلال 200 قدم من خرطوم 2.5 بوصة. FL = 2 × 2.25 × 2 = 9 رطل لكل بوصة مربعة، وبالتالي فإن رقم اللوحة هو 100 9 أو 109 رطل لكل بوصة مربعة.

نفس التيار، 61 رطل لكل بوصة مربعة أقل عند المضخة. الفرق ليس الفوهة وليس المضخة. وهو تجويف الخرطوم الذي يحمل الماء.

المحولات والمخفضات والوصلات تغير الإجابة

يوجد فقدان الاحتكاك داخل الخرطوم، ولكن يتم التحكم فيه عند الوصلات. أي مكون يضيق الممر المائي يضيف انخفاضًا محليًا في الضغط، وأي مكون يقلل القطر الفعال عبر قسم خرطوم يغير قيمة C المستخدمة لهذا القسم.

يؤدي التراجع من 1 3/4 بوصة إلى 1 1/2 بوصة إلى رفع المعامل من 15.5 إلى 24، أي خسارة أكبر بنسبة 55 بالمائة تقريبًا عند نفس التدفق. وبالتالي فإن محول التخفيض عند مخرج لوحة المضخة أو عند مدخل الفوهة ليس جهازًا محايدًا للضغط. إنها تجارة متعمدة للضغط من أجل توافق الواجهة.

مخفض متعدد الأسنان لوصلات خرطوم الحريق بأحجام مختلفة توصيل خراطيم أو معدات إطفاء الحريق متعددة الأسنان ذات الأحجام المختلفة؛ خيار عملي عندما تتطلب واجهات الخراطيم والمعدات تغيير الحجم، مع أبعاد قابلة للتخصيص. عرض المنتج →

وعلى جانب العرض، تحملت المكافآت الحسابية. إن الوصلة ذات القطر الكبير التي تحافظ على الممر المائي مفتوحًا بالكامل من خلال الوصلة تحافظ على قيمة C المنخفضة للخرطوم الموجود خلفها، وهو بالضبط ما تتطلبه الوصلات الطويلة والتدفقات العالية.

وصلة خرطوم حريق كبيرة من Storz لتوصيلات الإمداد وصلة خرطوم حريق Storz كبيرة الحجم مع أطراف ذيل مسننة أو مضلعة وأحجام تصل إلى 300 مم لتوصيلات الإمداد ذات القطر الكبير. عرض المنتج →

عندما يقوم الموزع بتقسيم التدفق

الموزع ذو الاتجاهين لا يقلل من فقدان الاحتكاك إلى النصف. في أعلى الانقسام، يحمل خط الإمداد مجموع كلا التدفقين، وهذا الإجمالي هو ما يدخل في الصيغة. إن خطي هجوم سعة 150 جالونًا في الدقيقة يتم تغذيتهما من خط إمداد واحد يعني 300 جالونًا في الدقيقة، أو Q من 3، في حساب العرض. بالنسبة لخرطوم الإمداد بطول 200 قدم مقاس 2.5 بوصة، تبلغ الخسارة 2 × 9 × 2، أو 36 رطل لكل بوصة مربعة، قبل أن يتم أخذ أي من خطي الهجوم في الاعتبار. أضف فقدان الجهاز للموزع وسيرتفع ضغط اللوحة بشكل أكبر.

خمسة أخطاء في فقدان الاحتكاك تظهر على أرض الملعب

1. استخدام gpm بدلاً من مئات gpm. يؤدي إدخال 150 بدلاً من 1.5 إلى تضخيم النتيجة مائة ضعف وإرسال ضغط اللوحة إلى رقم لا معنى له.
2. نسيان الارتفاع. يضيف الارتفاع 40 قدمًا ما يقرب من 20 رطل لكل بوصة مربعة، ويغير التصميم القائم أو التصميم السفلي علامة هذا المصطلح.
3. التعامل مع المعامل المنشور على وجه الدقة. إن الخرطوم الأقدم والخرطوم الملتوي والبطانة التالفة والوصلات المقيدة كلها تدفع الخسارة الحقيقية إلى أعلى من القيمة المحسوبة، ولهذا السبب تضيف العديد من الأقسام هامشًا بنسبة 10 إلى 15 بالمائة على فترات طويلة.
4. تجاهل فقدان الجهاز. يستهلك كل جهاز بين المضخة والفوهة ضغطًا لا تتضمنه صيغة الاحتكاك.
5. إعادة استخدام إعداد المضخة من تصميم مختلف. الإعداد الذي يعمل لخرطوم 200 قدم مقاس 1.75 بوصة يكون خاطئًا لـ 300 قدم، ويكون خاطئًا مرة أخرى إذا تم تغيير الفوهة.

يقع ضغط الفوهة في نفس الميزانية

لا يمثل ضغط الفوهة فقدانًا للاحتكاك، لكنهما يتنافسان على نفس خرج المضخة. تحتاج الفوهة المقدرة بـ 100 رطل لكل بوصة مربعة إلى 100 رطل لكل بوصة مربعة عند مدخلها، وكل رطل لكل بوصة مربعة مفقود في الخرطوم يخرج من نطاق وصول التيار واختراقه.

تعمل الفوهات القابلة للتعديل عادةً عند 100 رطل لكل بوصة مربعة وتتحول بين أنماط التدفق المستقيم والضباب الضيق والضباب الواسع. يغير كل نمط التدفق الفعال وبالتالي فقدان الاحتكاك في اتجاه المنبع، وهذا هو السبب في أن إعداد المضخة المنسوخ من مثقاب تيار مستقيم يمكن أن يخيب الآمال بمجرد فتح النمط. للحصول على معلومات أساسية حول كيفية تصرف تلك الأنماط، راجع أوضاع الرش للفوهة القابلة للتعديل .

فوهة التدفق المستقيم لإخماد الحرائق لمسافات طويلة يوفر نفاثة عمودية صلبة وكثيفة للقمع لمسافات طويلة؛ تشتمل بعض الطرز على صمام كروي للتحكم السريع في التدفق والمساعدة في منع ارتفاع الضغط. عرض المنتج →

تعتبر أجهزة التدفق المستقيم وأجهزة التجويف الأملس أقل حساسية لهذا التأثير، لأن تدفقها يتم ضبطه بواسطة قطر الفوهة وضغط المدخل بدلاً من نمط قابل للتعديل.

اختصارات الحقول وكيفية التحقق من الرقم

نادرًا ما يتكاثر مشغلو المضخات في رؤوسهم في الساعة الثالثة صباحًا. هناك اختصار مفيد لخرطوم 1.75 بوصة يستحق الحفظ: حوالي 15 رطل لكل 100 قدم عند 100 جالون في الدقيقة، و35 رطل لكل بوصة مربعة عند 150 جالونًا في الدقيقة، و62 رطلًا لكل بوصة مربعة عند 200 جالونًا في الدقيقة. بالنسبة للخرطوم مقاس 2.5 بوصة، تكلف نفس التدفقات تقريبًا 2 و4.5 و8 رطل لكل 100 قدم.

التحقق واضح ومباشر على أرض التدريب. قم بتعيين تدفق معروف باستخدام مقياس الجريان المضمن، وقراءة الضغط عند المضخة وعند مدخل الفوهة، ثم الطرح. بعد ضبط الارتفاع، يكون الفرق هو فقدان الاحتكاك الحقيقي لذلك الخرطوم عند ذلك التدفق. وتوضح مقارنتها بالقيمة المحسوبة ما إذا كان المعامل المنشور لا يزال يناسب الخرطوم أثناء الخدمة.

يؤدي إجراء هذا الفحص مرة واحدة سنويًا إلى اكتشاف تآكل البطانة وتغيير أطوال القارنات وأي قيود يتم فرضها بواسطة أداة التوصيل أو المحول الذي تم تبديله دون مراجعة.

تحديد الخراطيم والوصلات والمحولات مع وضع الضغط في الاعتبار

تكافئ الصيغة ثلاث عادات قياسية. حافظ على تجويف العمل كبيرًا بقدر ما تسمح به العملية، وتجنب التخفيضات غير الضرورية بين المضخة والفوهة، وتأكد من أن كل أداة توصيل ومحول تتوافق مع كل من الخرطوم والخيط أو معيار القفل المستخدم.

هذه النقطة الأخيرة هي الأكثر أهمية في المشاريع الدولية، حيث تظهر أنماط Storz وMachino وNH وغيرها من الأنماط جنبًا إلى جنب. المحول الذي يتجاوز المعايير يكون مفيدًا فقط إذا كان الممر المائي الخاص به يتطابق مع الخرطوم الذي يربطه، لأن التجويف المحدود يتصرف تمامًا مثل خرطوم أصغر في الحساب.

إذا كان يجب أن تصمد ميزانية الضغط في الميدان، فمن المفيد التأكد من الأبعاد ومتطلبات التدفق قبل طلب الأجهزة. مشاركة ظروف التشغيل مع الفريق الهندسي وتحقق من الأرقام مقابل المكونات الفعلية وليس مقابل جدول عام. تبقى الصيغة كما هي؛ فقط المدخلات تتغير.