Как рассчитать гидрострелку: Как правильно произвести расчет гидрострелки для отопления

Расчет диаметра гидрострелки

Если вы считаете, что понять устройство гидрострелки может только специалист с техническим образованием, то вы ошибаетесь. В данной статье мы в доступной форме объясним назначение гидрострелки, основные принципы ее функционирования и  рациональные методики расчета.

Определение

Начнем с терминологии. Гидрострелка (синонимы: гидродинамический терморазделитель, гидравлический разделитель) — это устройство, предназначенное для выравнивания как температуры, так и давления в системе отопления.

Основные функции

Гидродинамический терморазделитель предназначен для:

1. увеличения энергоэффективности посредством возрастания КПД котла, насосов, что приводит к снижению затрат на топливо;


2. обеспечения устойчивой работы системы;


3. исключения гидродинамического воздействия некоторых контуров на совокупный энергетический баланс всей системы отопления (для разделения контура радиаторного отопления и горячего водоснабжения).

Какие существуют формы гидрострелки?

Гидродинамический терморазделитель представляет собой вертикальную объемную емкость, которая на поперечном сечении может быть в виде круга либо квадрата.

           

 

 

С учетом теории гидравлики, гидрострелка округлой формы функционирует лучше, чем ее аналог квадратной формы. Тем не менее, второй вариант оптимальнее вписывается в интерьер.

Особенности функционирования

Прежде чем изучить принцип работы гидрострелки, обратите внимание на нижеприведенную схему.

 

Насосы Н1 и Н2 создают расход Q1 и Q2 соответственно в первом и втором контурах. Благодаря работе насосов осуществляется циркуляция теплоносителя в контурах и его перемешивание в гидрострелке.

Вариант 1. Если Q1 =Q2, то осуществляется движение теплоносителя из одного контура во второй.

Вариант 2. Если  Q1 >Q2, то происходит перемещение теплоносителя в гидрострелке сверху вниз.

Вариант 3. Если  Q1 <Q2, то теплоноситель движется снизу вверх в гидрострелке.

Таким образом, гидродинамический терморазделитель понадобиться в том случае, когда имеется сложная по конструкции система отопления, состоящая из множества контуров.

Немного о цифрах…

Существует несколько методов, с помощью которых осуществляется расчет гидрострелки.

Диаметр гидравлического разделителя определяется по следующей формуле:

 

 

 

где D — диаметр гидрострелки, Q – расход воды (м3/с   ( Q1-Q2), π — константа, равная  3,14, а V – вертикальная скорость потока (м/с) . Необходимо отметить, что экономически выгодная скорость равна 0,1 м/с.

Численные значения диаметров входящих в гидрострелку патрубков рассчитываются также по вышеуказанной формуле. Отличие состоит в том, что скорость в данном случае составляет 0,7-1.2 м/с, а расход (Q) рассчитывается для каждого носителя в отдельности.

Объем гидрострелки влияет на качество функционирования системы и помогает регулировать температурные скачки. Эффективный объем составляет 10-30 литров.

Для определения оптимальных размеров гидродинамического терморазделителя  используется метод трех диаметров и чередующихся патрубков

Расчет ведем по формуле

 

Мощность котла	Dу труб от котла	Dу трубы под стрелку
70 кВт	32	100
40 кВт	25	80
26 кВт	20	65
15 кВт	15	50

 

 

где  π — константа, равная  3,14,  W — скорость, с которой движется теплоноситель в гидрострелке (м/с), Q – расход воды (м3/с   ( Q1-Q2),1000 — это перевод метра в миллиметры .

Только плюсы и никаких минусов!

Исходя из вышесказанного, можно выделить следующие преимущества применения гидравлических стрелок:

1. оптимизация работы и увеличение срока эксплуатации котельного оборудования;


2. устойчивость системы;


3. упрощение подбора насосов;


4. возможность осуществлять контроль за температурным градиентом;


5. при необходимости можно изменять температуру в любом из контуров;


6. удобство в использовании;


7. высокая экономическая эффективность.

Расчет мощности котла отопления. Подбор мощности электрического котла. Калькулятор

Расчет мощности котла отопления. Подбор мощности электрического котла. Калькулятор

1. Главная
2. Расчеты
3. Расчет мощности котла

Уважаемые пользователи нашего ресурса! На нашем сайте Вы можете сами рассчитать мощность котла в зависимости от имеющейся информации. О том для чего это делается можно почитать под формой расчета.

Расчет мощности котла отопления и теплопотерь здания.

Введите требуемую температуру в помещении

Средняя температура самой холодной недели в году

Потребность в ГВС

Наличие вентиляции

Введите количество этажей:

Высота потолка:

2.42.52.62.72.82.9

Длина помещения

Ширина помещения

Перекрытие выше:

Чердачные перекрытияСледующий этаж

Перекрытие ниже:

Предыдущий этажФундамент

Материал и толщина наружных стен:

Укажите материал стен и толщинуКирпичная стена в 3 кирпича (76 см)Кирпичная стена в 2,5 кирпича (64 см)Кирпичная стена в 2 кирпича (51 см)Кирпичная стена в 1,5 кирпича (38 см)Кирпичная стена в 1 кирпич (25 см)Сруб из бревен ∅ 25 смСруб из бревен ∅ 20 смСруб из бруса толщиной 20 смСруб из бруса толщиной 15 смСруб из бруса толщиной 10 смКаркасная (доска+минвата+доска)-20 смПенобетон толщиной 20 см. Пенобетон толщиной 30 см.Газобетон D400 толщиной 15 см.Газобетон D400 толщиной 20 см.Газобетон D400 толщиной 25 см.Газобетон D400 толщиной 30 см.Газобетон D400 толщиной 30 см. + 0,5 кирпичаГазобетон D400 толщиной 37.5 см.Газобетон D400 толщиной 40 см.Газобетон D500 толщиной 37.5 см.Газобетон D600 толщиной 32 см.Керамзитобетонные блоки (40 cм) + 1 кирпич (12 см)Термоблоки толщиной 25 см.Керамические блоки Супертермо, 57 смURSA PUREONE 34 RN, 10 см.

Количество окон:

12345678910

Тип окон:

Укажите тип окон в помещенииОбычное окно с двойными рамамиСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4КСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4К

Ширина окна

Высота окна

Понравился расчет?

Как Вы думаете полезен ли данный калькулятор расчета мощности котла отопления? Если полезен — поделитесь ссылкой с друзьями или установите на свой сайт. Есть вопросы? Ответим.

Мы используем cookie-файлы, чтобы получить статистику, которая помогает нам улучшить сервис для Вас с целью персонализации сервисов и предложений. Вы можете прочитать подробнее о cookie-файлах или изменить настройки браузера. Продолжая пользоваться сайтом без изменения настроек, вы даёте согласие на использование ваших cookie-файлов.

Услуги гидравлического расчета для спринклерной системы

Как это работает?

Загрузите тест расхода гидранта или отправьте нам входное давление (PSI) вместе с поэтажными планами спринклеров.

1

Наши специалисты обеспечат надлежащий анализ плана системных расчетов

2

Окончательные оптимизированные расчеты будут представлены вам еще до того, как вы это узнаете!

4

Наша команда инженеров работает с молниеносной скоростью, чтобы выполнить ваши гидравлические расчеты за 5 дней!

3

НУЖНА ПОМОЩЬ ИЛИ ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ?

ПОЗВОНИТЕ НАМ ПРЯМО СЕЙЧАС

(646) 776-4010

• 1 Система
• 2 системы

Получите гидравлические расчеты за 3 простых шага

Идет загрузка. ..

Посещение объекта, заявка не включены в указанную стоимость и оплачиваются дополнительно по запросу.

Получите гидравлические расчеты за 3 простых шага

Идет загрузка…

Посещение объекта, заявка не включены в указанную стоимость и оплачиваются дополнительно по запросу.

Получить оптимизированный гидравлический расчет системы в течение

5 дней

Понять, удовлетворяет ли ваша конструкция минимальным требованиям кода

0 Ошибки

Определить максимальную пропускную способность системы

100% оптимизация

Получить одобрение от Con Эд и другие агентства в

All in One Go

Гидравлические расчеты для спринклерных систем

Более быстрое одобрение

Гидравлические расчеты у вас на пороге за 5 дней.

Соответствие нормам

Узнайте, удовлетворяет ли ваша конструкция минимальным требованиям норм

Экономичность

Экономьте на модернизации спринклерных систем.

Наш виртуальный инженер-эксперт

• Может ли ваша система полива подавать достаточно воды?

• Гидравлические методы расчета

• Типы трубопроводов для систем пожаротушения

• Важность классификации опасностей при движении

Для обеспечения надежной противопожарной защиты здания автоматическая спринклерная система должна иметь схему, полностью покрывающую площадь здания. Это означает, что в системе должно быть достаточное количество спринклерных головок, а их пространственное распределение должно обеспечивать полное покрытие.

Однако есть еще одно требование для эффективной противопожарной защиты: сбрасывать достаточное количество воды, чтобы потушить активное пламя, когда спринклерные головки открыты. Необходимый сброс воды будет зависеть от площади покрытия, а также от имеющихся материалов и их уязвимости к огню.

Для жителей здания спринклерные головки являются видимой частью автоматической спринклерной системы. Тем не менее, есть также сеть трубопроводов и водопровод, который в основном скрыт от глаз. Водоснабжение должно обеспечивать достаточное давление и поток, чтобы достичь любого разбрызгивателя в здании. Инженеры по пожарной безопасности должны учитывать не только воду, сбрасываемую спринклерами, но и потери на трение, возникающие при движении воды внутри трубы.

Существует два основных метода, которые можно использовать для расчета диаметров трубопроводов спринклерной системы пожаротушения: метод графика труб и метод гидравлического расчета.

• Метод графика трубопроводов: Диаметры трубопроводов определяются по таблицам на основе классификации занятости здания и количества спринклеров, которые можно обслуживать при каждом диаметре трубопровода.

• Гидравлический метод расчета: Фактические потери давления в трубопроводной системе рассчитываются по методу Хазена-Вильямса, основанному на внутреннем трении в трубах. Диаметры трубопроводов выбираются таким образом, чтобы обеспечить сброс воды из спринклеров с требуемым давлением и расходом. Расчеты с помощью этого метода более сложны, но существует потенциальная экономия за счет использования труб меньшего размера.

Стандарт NFPA 13 допускает в некоторых случаях метод графика трубопроводов, но предпочтительным является метод гидравлического расчета. Метод графика труб часто приводит к увеличению размеров трубопровода, что приводит к увеличению затрат на материалы и установку. При использовании вместо этого метода гидравлического расчета возможна экономия материалов и труда более чем на 20%. Гидравлический метод также более универсален, так как его можно использовать с любым материалом трубопровода, в то время как метод графика трубопровода меняется в зависимости от материала.

Метод гидравлического расчета позволяет использовать трубопроводы меньшего диаметра, но при этом соответствовать требованиям NFPA 13 и обеспечивает надежную противопожарную защиту, экономя материалы и рабочую силу. Учтите, что трубы меньшего размера также означают меньший вес и меньшие фитинги, что приводит к дополнительной экономии. В проекте с гидравлическими расчетами также может использоваться меньшее количество размеров трубопровода, чем при методе графика трубопроводов, и закупками материалов легче управлять.

мы предоставляем обзор того, как автоматические спринклерные системы проектируются с помощью метода гидравлического расчета. Однако это не замена фактическим требованиям стандарта NFPA 13 и местных строительных норм и правил.

Поскольку каждое здание уникально, конструкции спринклерных систем также уникальны. Однако большинство конфигураций трубопроводов можно описать как дерево, петлю или сетку.

Конфигурация трубопровода	Описание
Дерево	Трубопровод, подающий воду к разбрызгивателям, отходит от основного трубопровода, как следует из названия.
Петля	Трубопровод также отходит от магистрали, но возвращается к водопроводу.
Сетка	Существует несколько основных линий трубопроводов, которые проходят параллельно друг другу и соединяются между собой меньшим сегментом трубопровода.

Конфигурация в виде дерева является самой простой, так как от водопровода до каждого дождевателя имеется только один путь. Конфигурация петли немного сложнее, поскольку вода может идти двумя разными путями. Наконец, схема сетки является наиболее сложной, поскольку существует множество возможных путей между источником воды и каждым спринклером. Кроме того, давление должно уравновешиваться в точках соединения, когда есть несколько путей, чтобы вода всегда текла в намеченном направлении. Несбалансированное давление может вызвать нежелательные потоки, ограничивая подачу воды к открытым спринклерам.

Ручные расчеты возможны для древовидных макетов, а также для простых циклов, но процедура становится все более сложной для сетчатых макетов. Однако компьютерные расчеты являются стандартной практикой для современных конструкций спринклеров, независимо от используемой компоновки.

Перед определением местоположения каких-либо спринклерных головок или труб инженеры по пожарной безопасности должны определить класс опасности пребывания в защищаемой зоне. Тем не менее, не существует конкретной процедуры расчета для классификации опасности пребывания, что делает анализ качественным. Рекомендуется работать с проектировщиками спринклерных систем, которые имеют опыт и знакомы с NFPA 13, чтобы обеспечить правильную оценку пожарной опасности.

Классификация опасностей при размещении отвечает на два важных вопроса, и они являются отправной точкой для остальной части процедуры проектирования:

• Сколько спринклеров необходимо для эффективной защиты каждой зоны здания?
• В случае пожара, сколько разбрызгивателей можно ожидать одновременного срабатывания?

Правильная идентификация опасности присутствия людей имеет решающее значение, так как от этого зависит вся конструкция автоматической спринклерной системы. Если опасность пожара недооценена, спринклеры могут оказаться не в состоянии сдержать огонь, даже если следующие расчеты верны. В этом случае первоначальные проектные требования неверны.

Стандарт NFPA 13 использует пять классов опасности при размещении, и весь процесс проектирования спринклерной системы зависит от этого выбора. Проектирование расположения спринклеров и сети трубопроводов является более сложной задачей с математической точки зрения, но наиболее важным этапом является выбор помещения:

• Световая опасность
• Обычная опасность, группа 1 и группа 2
• Особая опасность, группа 1 и группа 2

Существуют дополнительные специальные классы пожарных спринклеров для конкретных применений. Двумя примерами являются классы складских товаров от I до IV и группы пластмасс от A до C9.0005

Класс опасности помещения определяет требуемый расход воды для надежной противопожарной защиты. Это отправная точка для процедуры гидравлического расчета, и правильное определение пожарной опасности имеет основополагающее значение. Недостаточная спринклерная система может быть подавлена ​​пожаром, в то время как слишком большая установка представляет собой пустую трату капитала.

• Сколько воды сбрасывается пожарными спринклерами?

• Влияние гидравлических расчетов на требования к водоснабжению

• Гидравлические расчеты для водно-пенных смесей и антифризов

• Заключение

Расчетная плотность подачи – это количество воды, выпускаемой спринклерной системой, на квадратный метр в минуту. Это определяется на основе площади пола и классификации опасности пребывания. Расчетная плотность разряда выражается в миллиметрах в минуту (мм/мин), но эта единица измерения может ввести в заблуждение. На самом деле измерение относится к литрам на квадратный метр в минуту, что упрощается до мм/мин: 

• 1 л равен 1 000 000 мм3
• 1 м2 равен 1 000 000 мм2
• Следовательно, 1 л/м2 можно упростить до 1 мм

Короче говоря, когда вы видите мм/мин в конструкции пожарного спринклера, это на самом деле означает л/м2/мин. Например, при расчетной плотности 5 мм/мин и площади 100 м2 спринклеры должны быть рассчитаны на расход 500 литров в минуту.

Вода широко используется в целях противопожарной защиты благодаря ее эффективности и доступности. Во многих случаях вода может контролировать три основных элемента, поддерживающих огонь: кислород, тепло и топливо.

• Кислород вытесняется, когда вода падает на горящий предмет или поверхность.
• Тепло отводится эффективно, поскольку один галлон воды при температуре 70°F поглощает 9 280 БТЕ, прежде чем превратиться в пар. Вода имеет высокую удельную теплоемкость, а также большую скрытую теплоту парообразования.
• Легковоспламеняющиеся вещества не легко воспламеняются, если они пропитаны водой, особенно пористые вещества, поглощающие воду.

Гидромеханика — сложная тема, и она включает в себя уравнения, моделирующие взаимосвязь между давлением жидкости и потоком. Однако производители пожарных спринклеров используют К-фактор для связи давления и расхода с помощью простой формулы:

• Q = K √P
• Р = (О/К)2

Существует минимальное расчетное значение расхода и давления. В случае расхода воды (Q) расчетное значение может быть меньше минимального значения, указанного производителем. В этом случае превалируют спецификации производителя спринклеров. То же самое относится и к давлению спринклера: NFPA 13 требует для расчетов не менее 7 фунтов на квадратный дюйм, даже если приведенная выше формула дает более низкое значение (с исключениями).

Важно отметить, что спринклеры пожаротушения выполняют двойную функцию: они являются водораспределительными форсунками, но они также действуют как датчики температуры. Спринклерные головки открываются только в ответ на активный огонь или другой источник тепла такой же интенсивности. Падение давления и движение воды внутри трубопровода также указывают на сброс воды.

Конструкция автоматических спринклерных систем может сильно различаться, поскольку учитывается как пожароопасность, так и площадь покрытия. Например, для небольшой зоны повышенной опасности может потребоваться больше сброса воды, чем для большой зоны опасности света.

Инженеры по пожарной безопасности могут определить следующую информацию методом гидравлического расчета:

• Все диаметры трубопроводов, необходимые для автоматической спринклерной системы.
• Давление и расход, которые должен обеспечивать источник воды, чтобы гарантировать, что спринклерная система сможет сбрасывать достаточное количество воды в ответ на пожар.

Однако могут быть случаи, когда система водоснабжения не может обеспечить достаточное количество воды при расчетном давлении. Если имеется достаточный поток, но давление низкое, для повышения давления требуется пожарный насос. Однако чистый положительный напор на всасывании также должен соответствовать техническим характеристикам насоса, иначе агрегат быстро выйдет из строя из-за кавитации.

Несмотря на свою полезность, вода не является идеальным огнетушащим средством. Некоторые химические вещества, такие как литий, бурно реагируют с водой, усиливая пожар. Вода также непригодна для тушения пожаров, вызванных неисправностями в электросети, так как она проводит электричество. Пожары, вызванные сжиганием углеводородного топлива, также трудно контролировать с помощью одной воды: эти виды топлива могут плавать над водой, не смешиваясь, продолжая гореть. В этих случаях спринклерные системы предназначены для выпуска водопенной смеси или другого вещества.

Полезность воды также ограничена при низкотемпературных применениях, поскольку она может замерзнуть. Эту проблему можно решить, используя спринклерную систему с сухими трубами и добавляя в воду антифриз.

Использование водно-пенной смеси или раствора антифриза изменяет свойства воды, в том числе ее плотность. Для обеспечения надежной противопожарной защиты это необходимо учитывать в процессе проектирования. В случае водопенных смесей стандарт NFPA 16 позволяет во многих случаях использовать плотность чистой воды. С другой стороны, при использовании антифриза расчет должен быть скорректирован с учетом изменений плотности. Однако метод гидравлического расчета пригоден и тогда, когда огнетушащим веществом не является чистая вода, так как методика основана на потерях на трение трубопроводов.

Автоматические спринклерные системы большую часть времени простаивают. Однако, когда они должны реагировать на пожар, допустимая погрешность нулевая. Инженеры по пожарной безопасности должны сначала определить пожарную опасность для всех частей рассматриваемого здания. Затем они должны спроектировать спринклерную систему, которая может выпускать достаточно воды для тушения пожаров ожидаемой интенсивности.

В идеале автоматическая спринклерная система должна обеспечивать надежную защиту от пожара при оптимальной стоимости владения. Гидравлический метод расчета очень удобен для этой цели, так как позволяет подобрать оптимальные размеры труб для схемы оросителей. С другой стороны, традиционный метод графика труб часто приводит к установке слишком больших размеров, которые являются более дорогими.

Может ли ваша система полива подавать достаточно воды?

Для обеспечения надежной противопожарной защиты здания автоматическая спринклерная система должна иметь схему, полностью покрывающую площадь здания. Это означает, что в системе должно быть достаточное количество спринклерных головок, а их пространственное распределение должно обеспечивать полное покрытие.

Однако есть еще одно требование для эффективной противопожарной защиты: сбрасывать достаточное количество воды, чтобы потушить активное пламя, когда спринклерные головки открыты. Необходимый сброс воды будет зависеть от площади покрытия, а также от имеющихся материалов и их уязвимости к огню.

Для жителей здания спринклерные головки являются видимой частью автоматической спринклерной системы. Тем не менее, есть также сеть трубопроводов и водопровод, который в основном скрыт от глаз. Водоснабжение должно обеспечивать достаточное давление и поток, чтобы достичь любого разбрызгивателя в здании. Инженеры по пожарной безопасности должны учитывать не только воду, сбрасываемую спринклерами, но и потери на трение, возникающие при движении воды внутри трубы.

Гидравлические методы расчета

Существует два основных метода, которые можно использовать для расчета диаметров трубопроводов спринклерной системы пожаротушения: метод графика труб и метод гидравлического расчета.

• Метод графика трубопроводов: Диаметры трубопроводов определяются по таблицам на основе классификации занятости здания и количества спринклеров, которые можно обслуживать при каждом диаметре трубопровода.

• Гидравлический метод расчета: Фактические потери давления в трубопроводной системе рассчитываются по методу Хазена-Вильямса, основанному на внутреннем трении труб. Диаметры трубопроводов выбираются таким образом, чтобы обеспечить сброс воды из спринклеров с требуемым давлением и расходом. Расчеты с помощью этого метода более сложны, но существует потенциальная экономия за счет использования труб меньшего размера.

Стандарт NFPA 13 допускает в некоторых случаях метод графика трубопроводов, но предпочтительным является метод гидравлического расчета. Метод графика труб часто приводит к увеличению размеров трубопровода, что приводит к увеличению затрат на материалы и установку. При использовании вместо этого метода гидравлического расчета возможна экономия материалов и труда более чем на 20%. Гидравлический метод также более универсален, так как его можно использовать с любым материалом трубопровода, в то время как метод графика трубопровода меняется в зависимости от материала.

Метод гидравлического расчета позволяет использовать трубопроводы меньшего диаметра, но при этом соответствовать требованиям NFPA 13 и обеспечивает надежную противопожарную защиту, экономя материалы и рабочую силу. Учтите, что трубы меньшего размера также означают меньший вес и меньшие фитинги, что приводит к дополнительной экономии. В проекте с гидравлическими расчетами также может использоваться меньшее количество размеров трубопровода, чем при методе графика трубопроводов, и закупками материалов легче управлять.

мы предоставляем обзор того, как автоматические спринклерные системы проектируются с помощью метода гидравлического расчета. Однако это не замена фактическим требованиям стандарта NFPA 13 и местных строительных норм и правил.

Типы расположения трубопроводов для систем пожаротушения

Поскольку каждое здание уникально, конструкции спринклерных систем также уникальны. Однако большинство конфигураций трубопроводов можно описать как дерево, петлю или сетку.

Конфигурация трубопровода	Описание
Дерево	Трубопровод, подающий воду к разбрызгивателям, отходит от основного трубопровода, как следует из названия.
Петля	Трубопровод также отходит от магистрали, но возвращается к водопроводу.
Сетка	Существует несколько основных линий трубопроводов, которые проходят параллельно друг другу и соединяются между собой меньшим сегментом трубопровода.

Конфигурация в виде дерева является самой простой, так как от водопровода до каждого дождевателя имеется только один путь. Конфигурация петли немного сложнее, поскольку вода может идти двумя разными путями. Наконец, схема сетки является наиболее сложной, поскольку существует множество возможных путей между источником воды и каждым спринклером. Кроме того, давление должно уравновешиваться в точках соединения, когда есть несколько путей, чтобы вода всегда текла в намеченном направлении. Несбалансированное давление может вызвать нежелательные потоки, ограничивая подачу воды к открытым спринклерам.

Ручные расчеты возможны для древовидных макетов, а также для простых циклов, но процедура становится все более сложной для сетчатых макетов. Однако компьютерные расчеты являются стандартной практикой для современных конструкций спринклеров, независимо от используемой компоновки.

Важность классификации опасностей при нахождении в помещении

Прежде чем указывать расположение любых спринклерных головок или труб, инженеры по пожарной безопасности должны определить классификацию нахождения в охраняемой зоне. Тем не менее, не существует конкретной процедуры расчета для классификации опасности пребывания, что делает анализ качественным. Рекомендуется работать с проектировщиками спринклерных систем, которые имеют опыт и знакомы с NFPA 13, чтобы обеспечить правильную оценку пожарной опасности.

Классификация опасностей при размещении отвечает на два важных вопроса, и они являются отправной точкой для остальной части процедуры проектирования:

• Сколько спринклеров необходимо для эффективной защиты каждой зоны здания?
• В случае пожара, сколько разбрызгивателей можно ожидать одновременного срабатывания?

Правильная идентификация опасности присутствия людей имеет решающее значение, так как от этого зависит вся конструкция автоматической спринклерной системы. Если опасность пожара недооценена, спринклеры могут оказаться не в состоянии сдержать огонь, даже если следующие расчеты верны. В этом случае первоначальные проектные требования неверны.

Стандарт NFPA 13 использует пять классов опасности при размещении, и весь процесс проектирования спринклерной системы зависит от этого выбора. Проектирование расположения спринклеров и сети трубопроводов является более сложной задачей с математической точки зрения, но наиболее важным этапом является выбор помещения:

• Световая опасность
• Обычная опасность, группа 1 и группа 2
• Особая опасность, группа 1 и группа 2

Существуют дополнительные специальные классы пожарных спринклеров для конкретных применений. Двумя примерами являются классы складских товаров от I до IV и группы пластмасс от A до C9.0005

Класс опасности помещения определяет требуемый расход воды для надежной противопожарной защиты. Это отправная точка для процедуры гидравлического расчета, и правильное определение пожарной опасности имеет основополагающее значение. Недостаточная спринклерная система может быть подавлена ​​пожаром, в то время как слишком большая установка представляет собой пустую трату капитала.

Сколько воды сбрасывается пожарными спринклерами?

Расчетная плотность подачи – это количество воды, выпускаемой спринклерной системой, на квадратный метр в минуту. Это определяется на основе площади пола и классификации опасности пребывания. Расчетная плотность разряда выражается в миллиметрах в минуту (мм/мин), но эта единица измерения может ввести в заблуждение. На самом деле измерение относится к литрам на квадратный метр в минуту, что упрощается до мм/мин: 

• 1 л равен 1 000 000 мм3
• 1 м2 равен 1 000 000 мм2
• Следовательно, 1 л/м2 можно упростить до 1 мм

Короче говоря, когда вы видите мм/мин в конструкции пожарного спринклера, это на самом деле означает л/м2/мин. Например, при расчетной плотности 5 мм/мин и площади 100 м2 спринклеры должны быть рассчитаны на расход 500 литров в минуту.

Вода широко используется в целях противопожарной защиты благодаря ее эффективности и доступности. Во многих случаях вода может контролировать три основных элемента, поддерживающих огонь: кислород, тепло и топливо.

• Кислород вытесняется, когда вода падает на горящий предмет или поверхность.
• Тепло отводится эффективно, поскольку один галлон воды при температуре 70°F поглощает 9 280 БТЕ, прежде чем превратиться в пар. Вода имеет высокую удельную теплоемкость, а также большую скрытую теплоту парообразования.
• Легковоспламеняющиеся вещества не легко воспламеняются, если они пропитаны водой, особенно пористые вещества, поглощающие воду.

Гидромеханика — сложная тема, и она включает в себя уравнения, моделирующие взаимосвязь между давлением жидкости и потоком. Однако производители пожарных спринклеров используют К-фактор для связи давления и расхода с помощью простой формулы:

• Q = K √P
• Р = (О/К)2

Существует минимальное расчетное значение расхода и давления. В случае расхода воды (Q) расчетное значение может быть меньше минимального значения, указанного производителем. В этом случае превалируют спецификации производителя спринклеров. То же самое относится и к давлению спринклера: NFPA 13 требует для расчетов не менее 7 фунтов на квадратный дюйм, даже если приведенная выше формула дает более низкое значение (с исключениями).

Важно отметить, что спринклеры пожаротушения выполняют двойную функцию: они являются водораспределительными форсунками, но они также действуют как датчики температуры. Спринклерные головки открываются только в ответ на активный огонь или другой источник тепла такой же интенсивности. Падение давления и движение воды внутри трубопровода также указывают на сброс воды.

Конструкция автоматических спринклерных систем может сильно различаться, поскольку учитывается как пожароопасность, так и площадь покрытия. Например, для небольшой зоны повышенной опасности может потребоваться больше сброса воды, чем для большой зоны опасности света.

Как гидравлические расчеты влияют на требования к водоснабжению

Инженеры по пожарной безопасности могут определить следующую информацию с помощью метода гидравлического расчета:

• Все диаметры трубопроводов, необходимые для автоматической спринклерной системы.
• Давление и расход, которые должен обеспечивать источник воды, чтобы гарантировать, что спринклерная система сможет сбрасывать достаточное количество воды в ответ на пожар.

Однако могут быть случаи, когда система водоснабжения не может обеспечить достаточное количество воды при расчетном давлении. Если имеется достаточный поток, но давление низкое, для повышения давления требуется пожарный насос. Однако чистый положительный напор на всасывании также должен соответствовать техническим характеристикам насоса, иначе агрегат быстро выйдет из строя из-за кавитации.

Гидравлические расчеты для водно-пенных смесей и растворов антифризов

Несмотря на свою полезность, вода не является идеальным огнетушащим средством. Некоторые химические вещества, такие как литий, бурно реагируют с водой, усиливая пожар. Вода также непригодна для тушения пожаров, вызванных неисправностями в электросети, так как она проводит электричество. Пожары, вызванные сжиганием углеводородного топлива, также трудно контролировать с помощью одной воды: эти виды топлива могут плавать над водой, не смешиваясь, продолжая гореть. В этих случаях спринклерные системы предназначены для выпуска водопенной смеси или другого вещества.

Полезность воды также ограничена при низкотемпературных применениях, поскольку она может замерзнуть. Эту проблему можно решить, используя спринклерную систему с сухими трубами и добавляя в воду антифриз.

Использование водно-пенной смеси или раствора антифриза изменяет свойства воды, в том числе ее плотность. Для обеспечения надежной противопожарной защиты это необходимо учитывать в процессе проектирования. В случае водопенных смесей стандарт NFPA 16 позволяет во многих случаях использовать плотность чистой воды. С другой стороны, при использовании антифриза расчет должен быть скорректирован с учетом изменений плотности. Однако метод гидравлического расчета пригоден и тогда, когда огнетушащим веществом не является чистая вода, так как методика основана на потерях на трение трубопроводов.

Заключение

Автоматические спринклерные системы большую часть времени простаивают. Однако, когда они должны реагировать на пожар, допустимая погрешность нулевая. Инженеры по пожарной безопасности должны сначала определить пожарную опасность для всех частей рассматриваемого здания. Затем они должны спроектировать спринклерную систему, которая может выпускать достаточно воды для тушения пожаров ожидаемой интенсивности.

В идеале автоматическая спринклерная система должна обеспечивать надежную защиту от пожара при оптимальной стоимости владения. Гидравлический метод расчета очень удобен для этой цели, так как позволяет подобрать оптимальные размеры труб для схемы оросителей. С другой стороны, традиционный метод графика труб часто приводит к установке слишком больших размеров, которые являются более дорогими.

© 2022 Nearby Engineers New York Engineers. Все права защищены. Правовая информация | Товарные знаки

Рассчитать гидравлику и выбрать профиль

Страница загрузки Шаг 1: Расчет гидравлики и выбор профиля.

Compute Hydraulics

HEC включила калькулятор каменной наброски в HEC-RAS, поскольку многие инженеры, определяющие размер каменной наброски, используют HEC-RAS для расчета гидравлических параметров, необходимых для проектирования каменной наброски. Калькулятор каменной наброски открывает выходные данные, связанные с активным устойчивым планом потока. Таким образом, пользователь должен выбрать соответствующий план и запустить моделирование до запуска Калькулятора каменной наброски.

Калькулятор каменной наброски является частью инструментов гидравлического проектирования. Пакет Hydraulic Design представляет собой набор калькуляторов, инструментов и постпроцессоров, которые применяют анализ речной механики и речных инженерных расчетов к результатам HEC-RAS.

Чтобы запустить Редактор проекта гидравлики, выберите значок HD в главном меню HEC-RAS или выберите меню *Выполнить →  Функции проектирования гидравлики…*.
В редакторе Hydraulic Design выберите Введите , чтобы получить список различных калькуляторов и инструментов HD, и выберите Калькулятор каменной наброски и размыва из этого списка.

Примечание. Для этих расчетов используйте откалиброванную гидравлическую модель

Расчеты каменной наброски и размыва будут настолько точными, насколько хороши гидравлические расчеты, на которых они основаны. Кроме того, поскольку эти калькуляторы используют не только глубину, но и скорость, они будут чувствительны к гидравлической шероховатости, неэффективным площадям потока и другим гидравлическим параметрам, даже если пользователь не вводит их непосредственно в калькуляторы. Гидравлическая модель должна быть откалибрована при расчетном расходе или близком к нему до того, как гидравлика будет использоваться для расчета каменной наброски и размыва. Если у вас нестационарный поток, определите скорость потока, которая приводит к расчетному условию, затем разработайте файл установившегося потока и файл плана устойчивого потока для этого условия потока.

Наконец, выберите подходящий профиль стационарного потока для анализа размера породы. Калькулятор каменной наброски может одновременно вычислять размер породы только для одного профиля устойчивого потока. Если в вашем плане несколько профилей, выберите соответствующий профиль в раскрывающемся списке в верхней части калькулятора.

Подход USACE к определению размера каменной наброски использует разные схемы проектирования для плетеных и неплетеных систем. Первый шаг рабочего процесса анализа каменной наброски воспроизведен ниже:
Если канал не имеет оплетки, расчетный расход ( Q _d ) должен быть потоком, создающим максимальную скорость канала. Часто это полный поток банка. Но также важно тестировать более крупные и менее частые потоки. Для оценки максимальной скорости канала можно использовать инструмент «Гидравлическая кривая Rating Curve » в HEC-RAS. Щелкните правой кнопкой мыши на графике, чтобы изменить «Переменная Y» на Vel Chan :
Однако отношения скорости потока не всегда имеют четкий максимум, как в приведенном выше примере. Скорость часто увеличивается с течением без удобного или очевидного максимума или критического состояния.

В этих случаях проектная группа должна выбрать поток проектирования на основе принципов риска и неопределенности и анализа затрат и выгод. Оценка нескольких стоков, в том числе руслообразующего стока, полноводного стока, события 1,5-2 лет и важных расчетных паводков (например, 10 %, 2 % и/или 1 % вероятность годового превышения) может помочь группе реализации проекта оценить размер породы. и затраты, связанные с различными уровнями риска.

Если русло плетеное, EM 1110-2-1601 рекомендует выбирать минимальный расход, который затапливает стержни в русле при расчете каменной наброски. В разделе 3.7 (5) EM 1110-2-1601 приведены дополнительные рекомендации по применению на плетеных каналах с набегающим потоком.

Предупреждение. Будьте осторожны при использовании разработанных моделей. Анализ рисков наводнений

Многие проекты HEC-RAS разрабатываются для приложений по управлению рисками наводнений или картографированию страхования от наводнений. Расчетный расход каменной наброски часто ближе к состоянию полного берега. Для функций защиты от каменной наброски и размыва часто требуется новая геометрия HEC-RAS с параметрами гидравлической модели, выбранными для обоснованной оценки проектной скорости в калькуляторе каменной наброски. Учитываются сезонные колебания шероховатости, коэффициенты расширения и сжатия, неэффективная площадь проходного сечения, заблокированные препятствия, эффекты зацикленной номинальной кривой и другие параметры модели HEC-RAS.

Примечание по моделированию:

Критические гидравлические условия, определяющие размер каменной наброски, могут не совпадать с пиковым расходом. В некоторых случаях более низкие скорости потока во время восходящей ветви паводкового гидрографа будут генерировать более высокие скорости, чем условия пикового потока, когда водохранилища заполнены и могут возникнуть условия затопления подпора.

После того, как вы определили расчетный расход, запустите гидравлику установившегося потока с этим расходом (или расходами) и выберите профиль, связанный с каждым расходом, в Калькуляторе каменной наброски (синяя стрелка на рисунке ниже).
Калькулятор каменной наброски автоматически подсчитывает среднюю скорость, глубину и ширину, связанные с выбранным исходным поперечным сечением вверх по течению и XS Hydraulics (канал или полное поперечное сечение) .

Переопределение результатов HEC-RAS

Калькулятор каменной наброски использует только три гидравлических параметра из HEC-RAS, что упрощает использование инструмента с моделированием установившегося потока или без него.