Расчет разводящей сети на пропуск секундного максимального и пожарного расходов

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение и расчетное количество одновременных пожаров в населенных пунктах определяется в зависимости от количества жителей в нем и этажности зданий [I]. Для одноэтажных зданий принимают q_пож = 10 л/с.

Расчетный расход воды для тушения внутреннего пожара и число струй определять по [1], табл.5. Для зданий животноводческих ферм на промышленной основе на тушение внутреннего пожара рекомендуется принимать одну пожарную струю с расходом q_ВП. = 2,5 л/с.

Порядок расчета сети на пожар следующий. На расчетной схеме намечают место пожара: (обычно в самом удаленном узле) см. рис. 2.4.

Узловой расход в узле, где намечен пожар определяют путем прибавления расхода воды необходимого для тушения одного наружного и одного внутреннего пожаров к узловому расходу этого узла, вычисленному при расчете сети на пропуск q_с.макс. Если принять пожар в узле 5 (см. рис 2.4), то узловой расход в этом узле будет:

q_уз.5 = 11,05 + 10 + 2,5 = 23,65 л/с;

Узловые расходы остальных узлов остаются такими же, как и в первом случае расчета сети (см. рис. 2.2 и 2.4). Для рассматриваемого примера, общий секундный расход во время пожара будет:

q_пож.=q_с.макс. + q_н.п..+ q_вп = 62,64 + 10 + 2,5 = 75,14 л/с

Расход воды, притекающий к узлу 1 по участку Б-1 будет равен:

q_ВБ-1= q_пож. = 75,14л/с

Рис. 2.4. Расчетная схема кольцевой сети на случай пожара.

Зная общий расход поступающей в кольцевую сеть при пожаре и узловые расходы, намечают точку схода потоков, направление движения воды по участкам сети, задаются, (ориентировочно) первыми прикидочными расходами на участках сети.

Определение первых прикидочных расчетных расходов участков сети производится по методике описанной при расчете сети на пропуск q_с.макс.

В узле 1 отбор равен 8.5 л/с следовательно, общий отток воды из узла 1 равен 72,28 – 8,54 = 63,74 л/с. По участку 1-2 к узлу 2 направим ориентировочно 31,87 л/с. В узле 2 отбирается 10,3 л/с, по участку 2-3 пустим расход 10,785л/с, тогда по участку 2-5 пойдет расход; 31,87-10,3-10,785 л/с. Расход на участке 3-4 будет равен 10,785-7,12=3,665 л/с.

Расход на участке 1-6 равен 63,74 – 31,87 = 31,87 л/с, а на участке 5-6 расход будет равен 31,87 – 5,69 = 26,18 л/с, приток к узлу 6равен 26,18 + 10,785л/с, а отбор из него равен 9,96 л/с, следовательно, расход на участке 6-4 будет 36,965 – 9,96 = 27,005л/с.

Приток к узлу 4 равен 27,005 + 3,665 = 30,67 л/с. Отбирается в узле 4 расход 7,12л/с. По водоводу 4-5 расчетный расход будет 32,67-7,12=23,55 л/с, что равно узловому расходу в узле 5.

Зная первые прикидочные расходы на участках сети, находят для каждого участка h потери напора и увязывают сеть. Следует заметить, что выбранные ранее диаметры труб участков сети при этом расчете не меняются. Увязку кольцевой сети на пожар, как пример, производим по методу проф. А.Г. Лобачева табличным способом (см. таб. 2.2).

При этом методе расчета кольцевых сетей потери напора на участках сети и в тупиках h в м. следует определять по формуле.

h=К·А·1·q² =S·q²; (2.9)

где К- поправочный коэффициент к значениям А (см приложение 7-8); А- удельное сопротивление трубопроводов (^с/_л)², (приложение 9-10 ); l-длина участка трубопровода, в м; q -расход на участке в л/с; S- сопротивление участка сети.

Поправочный коэффициент К зависит от скорости движения воды в трубе. Скорость движения воды в трубе V в м/с при заданном в нем расходе q_T л/с определять по формуле:

V=m · q; (2.10)

где m= - (d_p-расчетный диаметр трубопровода в м.); q_T - транзитный расход, м³/с

Значение коэффициента «m» для различных диаметров труб даны в приложении.

После вычисления потерь напора на всех участках сети определяется невязке в каждом кольце Δh_I и Δh_II по вышеизложенному методу. Затем для каждого кольца находят поправочный (увязочный) расход Δq_I и Δq_II в л/с по формуле:

(2.11)

где S – сопротивление участка; S = A·K·l; A, K – принимают по таблицам Шевелева [6]; Δh-невязка потерь напора в данном кольце в м; Σ(Sq) - сумма произведений первых прикидочных расчетных расходов каждой линии кольца на соответствующие удельное сопротивление.

Все расчеты по увязке сети на пропуск секундного максимального и пожарного расходов представлены в таблице 2.2, а результаты приведены на рис. 2.5. В примере после, 2-го тура увязки невязка Δh в первом кольце равна -0,23, во втором кольце равно 0,49 м. Сеть согласно условию считается увязанной. Невязка по контуру сети равна ΔН_к= (3,28 + 9,20 + 2,26) - (7,60 + 2,84+4,04) = =0,26 м, что меньше допустимой 1,0 м.

Если ∑h ≠ 0, а ∑h = ∆h, то расходы перераспределяют, вводя поправочный расход. Увязку осуществляют для периода максимального водоразбора и пожара, рекомендуется вести до тех пор, пока невязка на каждом кольце будет меньше допустимой, то есть ∆h≤±0.5м, а по контуру сети должнабыть меньше ΔН_к≤±1.0м.

После увязки сети на пожар необходимо проверить работу тупиков при нормальном пожарном режиме и при аварии во время пожара на одной из ниток.

Так как промышленное предприятие находится в узле 2, то необходимости в расчете потерь напора, на участке от сети до производственного сектора, нет необходимости. В противном случае расчет производится по такой же схеме, как и для данных тупиков.

Таблица 2.2

Расчет по увязке сети по методу проф. В.Г. Лобачева

Продолжение таблицы 2.2

Таблица 2.3

Гидравлический расчет тупиков

Расходы каждой нитки тупика при нормальном режиме во время пожара будут: на участке ВБ-1 q_ВБ-1=75,14/2 = 37,57 л/с, на участке 4-5 q_4-7 =23,55/2=11,775 л/с.

Для трубопроводов ВБ-1, имеющего d=250 мм по приложению находим, что m=20,38, для тупика 4-7 при d=150 мм, значение m=56,62. Скорости в тупиках будут (формула 2.10)

V_Б-1=20,38 · (37,57/1000) = 0,77 м/с;

V_4-7=56,62 · (11,775/1000) = 0,67 м/с.

По приложению находим:

При V_Б-1= 0,77 м/с ….. К=1,041;

При V_4-7= 0,67 м/с ……К=1,064;

Удельное сопротивление трубопроводов, А в (л/с)² для принятого класса асбестоцементных труб находим по приложению, потери напора определяем по ранее приведенной формуле 2.9:

Для d_ВБ-1=250мм – А = 0,000002227; h_ВБ-1=1,041·500·0,00002227·37,57²=1,69м;

Для d_4-7=150мм – А = 0,00003155; h_4-7=1,064·450·0,00003155·11,775²=2,09м.

Расчетные расходы в тупиковых участках сети при пожарном режиме в случае аварии будут:

На участке ВБ-1q_ВБ-1=q_с.макс · 0,7+ q_нп +q_вп=62,64 · 0,7+10,0+2,5=56,35 л/с

На участке 4-7 q_4-7=q_уз7·0,7+ q_нп+q_вп=11,55 · 0,7+10,0+2,5=20,585 л/с

Скорости в трубопроводах находим по формуле 2.9, зная скорости по приложению определяем коэффициенты неравномерного распределения скоростей К для значений удельного сопротивления А:

V_ВБ-1=20,38 · (56,35/1000)=1,15 м/с; К=0.98;

V_4-7=56,62 · (20,74/1000)=1,17 м/с; К=0,978

Потери напора в тупиковых участках сети при аварии на одной из ниток находят по формуле 2.9:

h_ВБ-1= 0,98 · 0, 000002227·500·56,35² =3,47м

h_4-7 = 0,978 · 0,00003155·450·20,585² =5,60 м

На рисунке 2.5 расчетные данные работы тупиковых участков сети ( ВБ-1 и 4-7) при аварии на одной из ниток во время пожара показаны отдельной строкой.

Рекомендуется расчет тупиков при максимальном водоразборе и при пожаре свести таблицу 2.4. В этой же таблице привести расчеты в случае возникновения аварии на одном из ниток водовода.

Рис. 2.5К расчету сети на пропуск максимально суточного пожарного расходов воды