Гидравлический расчет водяных установок пожаротушения

Для определения основных параметров установок водяного пожаротушения проводится гидравлический расчет в соответствии с СП 5.13130.2009.

Параметры установок пожаротушения (интенсивность орошения, расход ОТВ, минимальная площадь орошения при срабатывании спринклерной АУП, продолжительность подачи воды и максимальное расстояние между спринклерными оросителями), кроме АУП тонкораспыленной водой и роботизированных установок пожаротушения, следует определять в соответствии с табл.3.1, 3.2 и 3.3. взятых с СП 5.13130-2009.

Таблица А.1

Таблица А.2

Таблица А.3

Для защиты складского помещения гидравлический расчет проводим в следующей последовательности:

Компоновка оросителей на распределительном трубопроводе АУП выполняется по симметричной кольцевой схеме. Диктующая защищаемая орошаемая площадь представлена на Рис. А1

Рис. А1 Схема компоновки оросителей

Гидравлический расчет автоматических установок пожаротушения проводится по максимальным показателям сети. В данном случае максимальные показатели имеют складские помещения, защищаемые воздушной спринклерной установкой пожаротушения.

С учетом нормативной интенсивности орошения и высоты расположения оросителя, по паспортным данным на ороситель, определяем:

· давление, которое необходимо обеспечить у диктующего оросителя Р = 0.3Мпа;

· расстояние между оросителями в рядке принимается равным 3 м, между рядками 3 м.

Скорость движения воды в напорных трубопроводах принимаем - 5 м/с.

Расчетный расход воды через диктующий ороситель, расположенный в диктующей защищаемой орошаемой площади, определяется по формуле:

где q 1 — расход ОТВ через диктующий ороситель, л/с;

K — коэффициент производительности оросителя, принимаемый по технической документации на изделие, л/(с·МПа^0,5);

Р — давление перед оросителем, МПа.

Расход первого диктующего оросителя 1 является расчетным значением Q _1–2 на участке L 1–2 между первым и вторым оросителями.

Диаметр трубопровода на участке L 1–2 определяется по формуле:

где d 1–2 — диаметр между первым и вторым оросителями трубопровода, мм;

Q 1 – 2 — расход ОТВ, л/с;

v — скорость движения воды, м/с.

Диаметр увеличиваем до ближайшего номинального значения по ГОСТ 28338. Принимаем d_1-2=0,032 (K т=13, 97)

Потери давления Р 1–2 на участке L 1–2 определяются по формуле

где K т — удельная характеристика трубопровода, л6/с2;

Давление у оросителя 2

Расход оросителя 2 составит

Расчетный расход на участке между вторым оросителем и точкой а, т. е. на участке 2 –а, будет равен

По расходу воды q _{2 –а} определяем потери давления на участке 2 –а:

Давление в точке а составит

Для левой ветви рядка I требуется обеспечить расход Q 2– а при давлении Ра. Правая ветвь рядка симметрична левой, поэтому расход для этой ветви тоже будет равен Q 2 –а, а следовательно, и давление в точке а будет равно Ра.

В итоге для рядка I имеем давление, равное Ра, и расход воды

=2*6,03=12,06 л/с

Гидравлическую характеристику рядков, выполненных конструктивно одинаково, определяют по обобщенной характеристике расчетного участка трубопровода.

Обобщенную характеристику рядка I определяют из выражения

Диаметр трубопровода на участке Lа–b назначаем 0,08м (К_т=1429)

Потери давления на участке а–b определяются по формуле

Давление в точке b составит

Расход воды из рядка II определяют по формуле

Потери давления на участке б –в определяются по формуле

Давление в точке в составит

Расход воды из рядка III определяют по формуле

Расчет спринклерных АУП проводится из условия

где Q н = 60 л/с — нормативный расход спринклерной АУП согласно таблицам 5.2 СП-5.13130.2009;

Q с = 30,48 л/с— фактический расход спринклерной АУП. Условие выполняется.

Количество оросителей, обеспечивающих фактический расход Q с спринклерной АУП с интенсивностью орошения не менее нормативной (с учетом конфигурации принятой площади орошения), должно быть не менее

где n — минимальное количество спринклерных оросителей, обеспечивающих фактический расход Q с всех типов спринклерных АУП с интенсивностью орошения не менее нормативной;

S = 90 м² — минимальная площадь орошения согласно таблице 5.2 СП-5.13130.2009;

— условная расчетная площадь, защищаемая одним оросителем.

Расчетное количество оросителей 10 шт., что не менее минимального количества n=10 шт., условие выполняется.

Для совмещенных противопожарных водопроводов (внутреннего противопожарного водопровода и автоматических установок пожаротушения) допустима установка одной группы насосов при условии обеспечения этой группой расхода Q, равного сумме потребности каждого водопровода

где Q _АУП =30,48л/с, — расход водопровода АУП.

Симметричную кольцевую схему согласно СП-5.13130.2009 рассчитывают при 50 % расчетного расхода воды по каждому полукольцу, следовательно, расход по кольцевому водопроводу будет - Q =33,12л/с

Требуемое давление пожарного насоса складывается из следующих составляющих:

где Рн — требуемое давление пожарного насоса, МПа;

Р г — потери давления на горизонтальном участке трубопровода, МПа;

Р в — потери давления на вертикальном участке трубопровода, МПа;

Р м — потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях), МПа;

Р уу — местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах),

МПа;

Р д — давление у диктующей защищаемой площади, МПа;

Z — пьезометрическое давление (геометрическая высота диктующего оросителя над осью пожарного насоса), МПа; Z = Н /100;

P вх=0,05 (МПа) — давление на входе пожарного насоса, МПа,

P тр — давление требуемое, МПа.

От точки д до пожарного насоса вычисляются потери давления в трубах по длине с учетом местных сопротивлений, в том числе в узлах управления (сигнальных клапанах, задвижках, затворах).

Гидравлические потери давления в диктующем питающем трубопроводе определяют суммированием гидравлических потерь на отдельных участках трубопровода по формуле:

где — гидравлические потери давления на участке Li, МПа;

Q — расход ОТВ, л/с;

K т — удельная характеристика трубопровода на участке Li, л/с2;

Для кольцевого питающего трубопровода принимаем трубу Ду-0.100 (К_т=5757).

Для питающего трубопровода принимаем трубу Ду-0.150 (К_т=36920).

Результаты расчета представлены в таблице:

Таблица А4

Потеря напора на участке; МПа	Длинна участка; м	Диаметр трубы на участке; мм	Расход на участке; л/с
в-г	0,00001	1,5		15,24
г-д	0,02266			17,84
д-е	0,0689			35,68
з-ж	0,0068			35,68

Пьезометрическое давление Z=0,15 МПа.

Потери давления в местных сопротивлениях Р м=0,009 Мпа.

Потери давления в узле управления установок Р _УУ, м, определяются по паспортным данным на сухой клапан модели DPV-1 Ду 150мм, что составляет – 0,012 МПа.

Требуемое давление пожарного насоса составляет:

Рн=0,098+0,009+0,012+0,198+0,2-0,05=0,467 МПа

Давление у узла управления не превышает 1 МПа.

С учетом выбранной группы объекта защиты продолжительность подачи огнетушащего вещества составит 60 с.

Подбираем по расчетному давлению и расходу тип и марку пожарного насоса.

К установке приняты насосы Grundfos NB 65-200/198 основной и резервный, имеющие показатели: подача Q=160м³/ч, напор Н=62 м вод.ст., N=22 кВт, и жокей-насос КМ80-65-160, имеющий показатели: подача Q=50м³/ч, напор Н=32 м вод.ст., N=7,5 кВт.

Приложение Б