2.2 Гидравлический расчет установки пожаротушения

Необходимость гидравлического расчета обусловлена тем, что при трассировке трубопроводов необходимо обеспечить нормальный расход и напор огнетушащего вещества из всех оросителей, подобрать трубопровод с диаметром на всех участках. Основное содержание гидравлического расчета пожаротушения - это нахождение величин давлений (напоров), возникающих во всех узлах системы и необходимого напора у водопитателя, если заданы все геометрические параметры системы и характеристики всех присутствующих в системе труб, а также задан минимальный свободный напор перед расчетными оросителями, обеспечивающий необходимую интенсивность орошения. Одновременно на основании полученных напоров в узлах производится вычисление расходов воды во всех трубах и в точках истечения, а также вычисление скоростей движения воды и проверка их соответствия требованиям норм, что необходимо при разработке проекта водяного пожаротушения.

На современном уровне расчет выполняется с помощью программ ГидРаВПТ и ТАКТ-Вода.

Так, например, программа ГидРаВПТ - программа для проведения расчетов в соответствии с "Методикой расчета параметров автоматических установок пожаротушения при поверхностном пожаротушении водой и пеной низкой кратности", изложенной в Приложении "В" СП 5.13130.2009:

- три типа трубопроводов - электросварные, водогазопроводные и пластиковые;

- до 50 секций/подсекций в расчете;

- до 30 распределительных/питающих трубопроводов и пожарных кранов/дренчерных завес;

- до 3 участков подводящих трубопроводов (от узла управления до насосов);

- расчет установки совмещенной с системой внутреннего противопожарного водопровода;

- учет присоединяемых дренчерных завес;

- подбор насосов с учетом различных схем подключения (параллельно/последовательно);

- учет различного количества рабочих насосов (от 1 до 4 шт.);

- удаление, дублирование (копирование) ранее введенных секции для проведения процесса оптимизации результатов расчета;

- расчет объема пожарного резервуара;

- расчет количества патрубков для присоединения передвижной пожарной техники;

- автоматический ввод поправки давления на диктующий ороситель;

- анализ скорости воды в трубопроводах;

- расчет рекомендуемых диаметров распределительных и питающих трубопроводов;

- расчет потерь от узла управления до оси пожарного насоса;

- расчет минимальных диаметров всасывающих трубопроводов;

- формирование и вывод отчета по проведенному расчету;

- возможность сохранения (конвертирования) отчета в формат PDF;

- сравнение фактического (расчетного) расхода с нормативным;

- автоматическая подстановка удельных характеристик трубопроводов;

- автоматический учет тупиковых и кольцевых трубопроводов;

- возможность включения/отключения произвольных участков сети трубопроводов с автоматическим пересчетом результатов расчета;

- отдельный ввод высоты размещения диктующего оросителя, узла управления и пожарного насоса учет подпора воды на пожарные насосы из водопровода.

В соответствии с требованиями СП5.13130.2009 исходными данными для размещения оросителей в защищаемом помещении, являются:

- размер помещения, 6х15х10, м;

- интенсивность орошения защищаемой площади - 0,12, л/с*м²

- максимальная площадь орошения одним оросителем 12, м²

- расстояние между оросителями принимаем 3 м;

- площадь для расчёта расхода 90 м²;

- продолжительность подачи воды, 60 мин;

- скорость движения воды, 9 м/с:

- расход воды на пожарный кран 5 л/с/

Расчетный расход воды начинается с диктующего оросителя, расположенного в самой первой секции (I) узла (а) - №1 определяют по формуле:

??1 =10?K?vP1 ? i*S, л/с (7)

где q1 -- расход ОТВ через диктующий ороситель, л/с;

K -- коэффициент производительности оросителя ДВО0-РНо(д)0,35-R1/2/В3-"ДВН-8" - 0,35;

Р1 -- давление перед оросителем.

??1 =0,12*12=1,44 л/с,

= 0,1692 МПа,

Диаметр трубопровода на участке 1-уу определяем по формуле:

, мм (8)

Где

d1-а1 -- диаметр между на участке от 1-го оросителя до узла управления, мм;

- 3,14;

м -- коэффициент расхода равен 1;

n - количество оросителей от диктующего оросителя (1) в рядке (I) до узловой точки (а), в данном случае n=5.

= 31,92мм,

Так как диаметр трубопровода получился 31,92 мм, то округляем до номинального диаметра 32 мм с удельной характеристикой 16,5Ч10-6 л6/с2 и толщиной стенки 2,8 мм.

Потери в давления в трубосети с учетом принятого диаметра составят:

, МПа (9)

МПа,

Давление на втором оросителе (2) определяем по формуле:

, МПа (10)

МПа,

Расход второго оросителя, идущего за диктующим, определяем по формуле:

, л/с (11)

л/с,

Потери в давления в трубосети с учетом принятого диаметра составят:

, МПа (12)

МПа,

Давление на третьем оросителе определяем по формуле:

, МПа (13)

МПа,

Расход ОТВ через 3-й ороситель, определяем пользуясь формулой:

, л/с (14)

л/с,

Потери в давления в трубосети с учетом принятого диаметра составят:

, МПа (15)

МПа,

Давление на четвертом оросителе (4) определяем по формуле:

, МПа (16)

МПа,

Расход ОТВ через 4-й ороситель, определяем пользуясь формулой:

, л/с (17)

л/с,

Потери в давления в трубосети с учетом принятого диаметра составят:

, МПа (18)

МПа,

Давление на пятом оросителе (5) определяем по формуле:

, МПа (19)

МПа,

Расход ОТВ через 5-й ороситель, определяем пользуясь формулой:

, л/с (20)

л/с,

Сумму расходов в точке (a) с учетом 1-5 оросителей определяем по формуле:

, л/с (21)

л/с,

Потери в давления в трубосети с учетом принятого диаметра составят:

, МПа (22)

МПа,

Давление в точке (а) определяем по формуле:

, МПа (23)

МПа,

Учтем потери давления в трубосети с учетом опускания трубы в узел управления (диаметр трубы оставляем прежний) на h = 8,9 м:

, МПа (23)

МПа,

Потери в давления на участке Рпк-b в трубосети d=50мм для пожарного крана:

, МПа (24)

МПа,

Найдем давление в точке (уу) по формуле:

, МПа (25)

МПа,

Сумму расходов в точке (уу) определяем по формуле:

, л/с (26)

л/с,

Таблица 4. Сводная таблица гидравлического расчет АУП

Требуемое давление пожарного насоса складывается из следующих составляющих:

Рн = Рг + Рв + УРм + Руу + Рд - Pвх = Ртр - Pвх, МПа (27)

где Рн-- требуемое давление пожарного насоса, МПа;

Рг -- потери давления на горизонтальном участке трубопровода расстояние (до насосной станции пожаротушения), МПа;

, МПа (28)

МПа,

Рм - потери давления в местных сопротивлениях, принимаем 0,01 МПа;

Руу - местные сопротивления в узле управления, МПа;

Рд - давление у диктующего оросителя P1=0,1692МПа;

Pвх-давление на входе пожарного насоса, принимаем 0,4 МПа;

Ртр- фактическое давление насоса 5,88 МПа;

Рв-потери давления на вертикальном участке трубопровода БД, (не учитываем по условию задания) МПа;

Рн= 0,00094+0 + 0,01+ 0,1692-0,4 = 4,205 - 0,4 МПа

Принимаем к установке насос К100-65-200 с параметрами работы:

?qb ?Qтр=л/с, Ртр = 5,88 МПа (33)

Необходимый расход воды для работы АУП в течение t=3600 с (по таб.5.1 СП5.13130.2009) при двухкратном запасе составит:

V = Qтр*t* 2/1000, м3 (34)

V = 12,3589 *3600*2/1000=88,98408 м3