+7 (812) 755-81-49
+7 (812) 946-37-01





Главная  Противопожарное водоснабжение 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Рпс. 78. Схема для расчета состанляющнх молсарпой струи

Я -напор у иасадка (идеальная высота струи); Д5- потери высоты струи; S - высота вертикальной раздробленной струи; Sj, - высота компактной части струи

РУ [Pa/(pg) В левой И правой части сокращаются] и скорость движения в конце струи Vi = 0, получим

VУ{2g)=S+S,

где Vo-скорость движения струи в выходном сечении иасадка; S-высота струи; Д5 - потери высоты струи в результате сопротивления воздуха, равного VV/(2dg).i.

Таким образом, основное уравнение высоты вертикалыюй струи в атмосфере имеет вид

S=V4(2g)=X{lld)[V4(2g)]. (61)

В зависимости от того, как отнести скоростной напор Y/(2g) и / (к фактичес-

акой высоте струи S или идеальной высоте /У), получают различные варианты расчетных формул.

Пршщмая в расчетах идеальную высоту струп Vy(2g)==H, нз уравнения (61) получим общий вид формул ДОбюссона п Фримапа:

S=H-kM4d, (62)

которые отличаются лишь значениями величины Xi.

Прн1шмая в расчетах фактическую высоту струи, нз уравнения (61), получим формулу Мариотта (для 2/rf=const):

S=H-Xyd, (63)

Принимая F/(2g)=:Fo/(2g) = W и l=S уравнения (61), получим формулу Люгера (при = Хз/с1) и формулу Вайсбаха (при 1 = ХзН1й): S=HI(\+H); S=HI(\+l).

Анализируя формулы (62) -(64), выведенные из урапнепня (61), можно отметить, что они ра.зличаются численными знпчснпями А.

из Ф =

(64)

Принято, что потери высоты струи подчиняются тем же зависимостям, что и потери напора в трубах.

Для расчета высоты вертикальных водяных струн наибольшее распространение 1юлучили формулы Люгера и Фримапа. Фриманом была предложена формула 5=Я(1-1.13Я/й-10-«), (65)

где S - высота вертикальной раздробленной струи, м; Н - напор, диаметр выходного отверстия нстечення, мм.

Формула Люгера имеет вид

5=Я/(1--фЯ),

м; d-

(66)

(р В завн-

" Ф = 2,5 • 10-V №4-10003).

Ниже приведены значения коэффициента симости от диаметра насадка:

d, ми 13 16 19 22 25 28 32 38 Ф 0,016 0,012 0,01 0,008 0,006 0,0050,0038 0,00:

Потерю высоты струи Д5 определяют по В, Г. Лобачева:

Д5=Я-5 = А:, V*SH2gd)\ S = K,VHI(2gd),

где Д5 - потеря высоты струи; V - средняя скорость потока при выходе струи из иасадка; (/ - диаметр иасадка; Я - напор; S - высота вертикальной раздробленной Струи; К) и Кг - коэффициенты, определяемые экспериментально.

Анализируя формулы (65) н (66), видим, что они являются частными случаями формул В. Г. Лобачева и отличаются значениями коэффициентов Ki и К2

/С, = й(1/5-1/Я);

K2=d{llH-SIH).

Если разложить формулу Люгера в ряд геометрической прогрессии и проверить удов.1Створение ус.ювня сходимости на цифровом .материале, можно показать, что формула Фримапа является первым приближен нем формулы Люгера, если считать, что коэффициенты в этих формулах одшшновые. Практическое же соинаде-ние результатов вычпслеппн по обеим формулам объясняется тем, что Фрнмац компенсировал невязку постоянным кО(и)ИЦнентом >.= = 0,000113. Однако значения X пе являются постоянной величиной и зависят от

52

5

8 110 RB

Рис. 79- Зависимость параметра К\ от числа Ре1И1ольдга цифры на кривых- диаметр вы-

ходного отверстия иасадка



ряда гидравлических параметров, поэтому результаты расчетов по формуле Фримаиа ириближепиыс. Между значениями К\ и К2 существует зависимость:

KIK2=HIS.

Определение потерь высоты струп является одной нз основных задач гидравлики пожарных струн. Зависимость параметра К\ от Re = 34(i ) -10> показана на рис. 79.

Влияние шероховатости внутренней поверхности насадков на высоту струи

Выразив значение К\ как функцию П1сроховатостн внутренней новерхиости насадка е К\ = 1{е/г) и приняв определенный диаметр насадка за эталон do, а соответствующее ему значение /(("), = /(е/го), получим выражение для величины любого другого насадка dx.

Выражеппе для К\ можно записать в следующем виде:

К.а sdfiyTr).

Приняв а = Ь/V 2с\ получим

/С, = Ь /dJ2if(y"H)ly Т. (67)

Обработка эксперимептальпых данных показывает, что выражение (67) в общем виде можно записать следующим образом:

* а:, - const/((я) ;.

Величину /((), В. Г. Лобачев предложил аппроксимировать формулой

Н rd7-10 = ехр(5,42 + 0,0304Я). (68)

Принимая это во внимание, получим

-f схр (5,42 + 0,0304Я)]/(!(. • К).

Анализ экспериментальных данных на ЭЦВМ позволил уточнить известные зависимости для онределення

высоты раздробленных водяных струй и получить более точные результаты, чем по формулам Фрпмана н Люге-ра. В общем вндс эту зависимость для удобства расчетов можно представить общей формулой

5 = Я/(Ц-Р),

где р-2,5 • lO-i H/(d-HOOO d) (в формуле Люгера); Р = (1.13 - 10-/W) / (I- -1,13 10-4 ,</) (в формуле Фрпмана); В = [е.чр (а / / с1-10ч и формуле

(08).

Влия!1ие напора на высоту вертикальной струи

Высота вертикальной струи заметно возрастает по мерс увеличения панора до определенного предела. После этого предела увеличение напора дает липш незначительный рост высоты струи. Анализируя формулы (61) и (62) на экстремум (рассматривая как функцию переменной Я), после дифференцирования и приравнивания первой ироизводной нулю получим уравг)еиии

dSldH = 1 --2k,H!d = 0.

(69)

Разделив одно уравнение па другое, получим максимальное значение S» ири =const:

5.=2Я>.,А. (70)

Из формулы (70) видно, что максимальная высота вертикальной струи представляет собой удвоенный скоростной нанор, ум1Н)жсннын иа соотнон1еиие }.]/)., поэтому уравнение (69) мол\по записать следуюп(им образом:

\=%,vy(dg)=\,h-r; K.IP = /dgjX, .

Зпачспие Vlo можно нри!1ятг за крит1Н1ескую скорость прн опредслспии критической (иредельнон) высоты вертикальной струи.

Дальность полета наклонных струй

При тушении полчаров вертикальные струн применяют очень редко и здесь они рассматр1шались только с целью уточнения отдельных параметров, необходимых для аналитического расчета наклонных струй, применяемых в практике пожаротуп1ения.

Нсли струю нз ствола направить вертикально вверх, а затем постепенно наклонять ствол, то крайние капли




Даьностю полета струи

Рнс. 80. Схема огибающей кривой раздробленных струй при различных углах наклона пожарного стнола

исгют струп опишут некоторую

~~~~""а кривую (рис. 80), представ-

.1яющую собой огибающую всех струй, выходящих из cTiHVia иод 01!рсделеиным ги)Стояниым давлением, но нод разными углами иакло-иа к горизонту. Эта кривая является границей раздробленных струй.

Расстояние от насадка по прямой липии до граничной кривой - радиус действия раздробленных струп R. Высота и дальность полета наклонных струй зависят от угла наклона ствола.

Если бы сопротивление воздуха отсутствовало, то движение струи следовало бы закону движения брошенного тела, в соответствии с которым каждая частица описала бы параболу с ординатами (высотами) по формуле

r/=.tge-fijc2(l+tg=0)/(2V=o),

где X - расстояние от тонки вылета до проекции точки определяемой высо. ты; О - угол наклона ствола; Ио - начальная скорость (в точке вылета).

Дальность полета струп в этом случае определяют по форму..че

Z.= Vosin20/{2g).

11анб()льп1ая дальность полета струи в данном случае будет при 45", так как sin 20=1.

В действительности же сопротивлеиие воздуха значительно умепьишет дальносп, полета струи, причем угол 6, при котором достигается максимальная дальность полета струй, изменяется в завнсимостп от величины напора у насадка.

Па основании обработки опытных данных с насадками диаметром d~b-16 мм П. П. Гавырниым получена зависимость дальности полета водяных струй от трех переменных величин

L = \%1/ЫН = 0,4!5 KdH"-

где I. - дальность полета струн, т. е. расстояние от иасадка до центра надения нанСолое мощного потока струн, м; О и й, - угол никлона струи к вертикальной оси, рад и град соотистстпенио; J - диамегр иасадка, мм; - - нанор в выходном сечении, м.

Опыты позвол-.ли установить, что при достижении определенного пр>;дела напора дальность полета струи практически не возрастает. Такую дальность полета обычно называют предельной и определяют по зависимости

Зная предельные значения дальности полета струи, легко определить и необходимый напор. Подставив вместо L его предельное значение L* , получим

Я,= 3,75 dlу 1.

Следует отметить, что исследования Н. П. Гавырина проведены со стволами дождевальных установок с небольшими диаметрами насадков, поэтому приведенные выше формулы можно использовать только для приближенных расчетов пожарных струй. Для определе1Шя высоты и дальности полета водяных струй, используемых в практике пожаротушения, измеряли координаты кривых, описываемых водяными струями при различных углах наклона и напорах, перед насадком ствола. Зависимость радиуса действия струи от напора выражали кривыми. На основании этих исследований построены не только траектории, которые описывают струи после вылета из насадка, но и огибающие кривые, представляющие собой границу орошения крайними каплями раздроблегшой части струи. Радиус-вектор этой кривой может быть принят как функция высоты вертикальной раздробленной струи

Лр=у5,

где Лр-радиус-вектор наклонной струи; 7 -параметр, учитывающий угол наклона радиуса действия струи; S - высота вертикальной раздробленной струи.

Ниже Приведены значения коэффициента у для ориентировочных расчетов.

Угол наклона радиуса деист- О 15 30 45 60 75 90 ВИЯ струи к горизонту, град

Т.............. 1,4 1,3 1,2 1,12 1,06 1,02 1

Для построения огибающей кривой траекторий полета пожарных струй на основе обработки экспериментальных данных, которые представлялись в виде зав)!-

8 Зак. 179



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

© 2007 RCSZ-TCC
Телеком оборудование
Поддержка сайта:
rcsz-tcc.ru@r01-service.ru
+7(495)795-01-39, номер 607919