喷淋水力计算Word下载.docx
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1仅在走道设置单排喷头的闭式系统,其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定;
2货架内喷头的间距不应小于2m,并不应大于3m。
很多设计者对这一点不是很了解,往往不管建筑物的实际尺寸,都一律套用这个距离,造成很多错误。
对于一个建筑物,我们在确定了危险等级后,要根据建筑物的实际尺寸来确定喷头间距,如我们确定了一个建筑物为中危险Ⅱ级,也既喷水强度为8L/min·
m2
由下列图可知
由上述图纸可以明白系统最不利点四个喷头ABCD围成的面积正方形ABCD的面积为S,只要保证S内的喷水强度不小于8L/min·
m2就满足标准要求;
从图上看,在每个喷头的洒水量中有1/4的水量洒在S中,也就是S内的洒水量为一个喷头的洒水量;
由喷头的流量公式喷头的流量应按下式计算:
〔9.1.l〕
式中q——喷头流量〔L/min〕;
P——喷头工作压力〔MPa〕;
K——喷头流量系数。
可知q/S=8L/min·
m2;
而S=L*L
那么,喷头间距L=
当最不利点压力P=0.1Mpa时,L==;
当最不利点压力为0.05Mpa时,L==
也就是说,在中危险Ⅱ级,也既喷水强度为8L/min·
m2时,喷头间距在2.6m~之间布置。
我们实际布置时,考虑喷头间距与建筑物尺寸的和谐,距离端墙保证不大于间距的一半。
比方上图,我们保证喷头间距的均匀相等后,假设间距为,距离端墙为,如下列图;
这个图根本框架就已经形成,下面我们确定作用面积
2、作用面积确实定
根据喷规表,中危险Ⅱ级的作用面积为160m2;
作用面积的表述为长边沿着配水支管划分,并且长边边长a大于等于作用面积平方根的1.2倍;
水力计算选定的最不利点处作用面积宜为矩形,其长边应平行于配水支管,其长度不宜小于作用面积平方根的l.2倍。
按照上述规定,那么该作用面积的实际长边长度应大于或等于;
按照图所示应该在第5个与第6个喷头的中间位置偏向第6个喷头,如果不把第6个喷头划进来那么小于规定;
所以将第6个喷头划进来;
这样实际的作用面积长边边长为18m;
那么按照作用面积160m2那么作用面积的短边至少应为160/18=。
按照图纸看,的位置在第2行与第3行之间,现在我们取第2行与第三行中间,那么,短边为6m长;
这样作用面积为6*18=108平方米;
小于160平方米。
不符合标准,少了52平方米,那么应该把第三行划进来。
这样短边为9m,这样围成的作用面积为9*18=162m2>
160m2符合标准要求;
如下列图
下列图我们确定了作用面积的周界,同时按照喷规表中参考的管径进展了标注,这个标注只是暂时的,以后计算时要校核。
3、最不利点喷头压力确实定
最不利点的喷头当然是节点1喷头,喷规规定,系统设计流量的计算,应保证任意作用面积内的平均喷水强度不低于本标准表5.0.1和表5.0.5的规定值。
最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度,轻危险级、中危险级不应低于本标准表5.0.1规定值的85%;
严重危险级和仓库危险级不应低于本标准表5.0.1和表5.0.5的规定值。
按照这个理念,由于喷头布置间距一样,只要最不利点喷头与其周围3个喷头围成的面积内喷水强度大于等于85%标准规定的喷水强度,那么作用面积内的任何四个喷头都会满足这个要求,由此得出
q/L2≥85%*8L/min·
又有
那么P≥
1、水力计算
水力计算目的:
计算出系统总流量和系统总的压力损失,来选择消防泵。
要求:
1管路流速不大于5m/s经济流速
忽略短立管的损失
使用公式:
喷头的流量计算公式:
q=k
q—喷头流量〔L/min〕;
P—喷头工作压力〔MPa〕;
k—喷头流量系数〔本系统的喷头k=80〕。
平均流速计算公式:
v=
=Kc*Q
v--平均流速〔m/s〕;
Q—流量〔L/s〕;
d—管道的内径〔mm〕。
Kc—流速系数〔m/L〕4/(1000*3.14*d2)
镀锌钢管管径〔mm〕
15
20
25
32
40
50
70
80
100
125
150
Kc〔m/L〕
管道的局部水头损失,宜采用当量长度法计算:
hj=ALd
h=i*L=0.0000107*V2/d*L=0.0000107*(KC*Q)2/d*L=0.0000107*KC2*Q2/d*L=(0.0000107*KC2/d)*Q2*L=A*Q2*L
hj—管道局部水头损失〔mH2o〕;
A—管道比阻值;
A=0.0000107*KC2/d
Ld—管件和阀门局部水头损失当量长度〔m〕。
表管道比阻值A
管径〔mm〕
65
A〔Q以L2/s2计〕
表当量长度表〔m〕
管件名称
管件直径〔mm〕
45º
弯头
90º
三通或四通
蝶阀
闸阀
止回阀
按照逐点法计算,每个管件的水力损失都计算在管道中,为了方便计算,这里忽略了管件的局部损失,最后按照延程损失的20%计入。
计算
1)1#喷头
上述已经知道1#喷头的工作压力P1=0.06Mpa=6mH2o
那么,1#喷头流量Q1=K〔10P1〕1/21/601/2*1/60=/S。
2)支管L1-2
支管L1-2内的水流量Q1-2=Q1=/S
那么支管L1-2的水力损失h1-2=A*L*Q22=0.01397Mpa=1.397mH2o
支管L1-2内的管流速V1-2=Kc*Q=1.883*1.033=/s<5m/s
3)2#喷头
由于2#喷头的工作压力P2=P1+h1-2=6mH2o+1.397mH2o=7.4mH2
那么,2#喷头流量Q2=K〔10P2〕1/21/601/2*1/60=/S。
4)支管L2-3
由于支管L2-3内的水流量Q2-3=Q1+Q2=/S+/S=/S
那么支管L2-3的水力损失h2-3=A*L*Q22=0.01338Mpa=1.338mH2o
支管L2-3内的管流速V2-3=Kc*Q=1.054*2.18=/s<5m/s
5)3#喷头
由于3#喷头的工作压力P3=P2+h2-32o
那么,3#喷头流量Q3=K〔10P3〕1/21/601/2*1/60=/S。
6)支管L3-4
由于支管L3-4内的水流量Q3-4=Q1+Q2+Q3=/S+/S+/S=/S
那么支管L3-4的水力损失h3-4=A*L*Q22=0.033Mpa=3.3mH2o
支管L3-4内的管流速V3-4=Kc*Q=1.054*3.426=/s<5m/s
7)4#喷头
由于4#喷头的工作压力P4=P3+h3-4=0.0874+0.033=0.12Mpa=12mH2o
那么,4#喷头流量Q4=K〔10P4〕1/21/601/2*1/60=/S。
8)支管L4-5
由于支管L4-5内的水流量Q4-5=Q4+Q3-4=1.46/S+/S=/S
那么支管L4-5的水力损失h4-5=A*L*Q22=0.03189Mpa=3.189mH2o
支管L4-5内的管流速V4-5=Kc*Q=0.796*4.886=/s<5m/s
9)5#喷头
由于5#喷头的工作压力P5=P4+h4-52o
那么,5#喷头流量Q5=K〔10P5〕1/21/601/2*1/60=/S。
10)支管L5-6
由于支管L5-6内的水流量Q5-6=Q5+Q4-5=1.6438/S+/S=/S
那么支管L5-6的水力损失h5-6=A*L*Q22=0.01417Mpa=1.417mH2o
支管L5-6内的管流速V5-6=Kc*Q=0.471*6.5298=/s<5m/s
11)6#喷头
由于6#喷头的工作压力P6=P5+h5-62o
那么,6#喷头流量Q6=K〔10P6〕1/21/601/2*1/60=/S。
12)支管L6-7
由于支管L6-7内的水流量Q6-7=Q6+Q5-6=1.7178/S+/S=/S
那么支管L6-7的水力损失h6-7=A*L*Q22=0.0113056Mpa=1.13056mH2o
支管L6-7内的管流速V6-7=Kc*Q=0.471*8.25=/s<5m/s
13)节点7
由于P7=P6+h6-72o
那么,节点7流量Q7=Q6-7=/S。
当知道节点7的压力和流量时,我们继续求下2个支管。
由于下两个支管的形状特征与第一个支管一样,这时我们可以把第一个支管看成一个大喷头,只不过它的K值与标准喷头K=80不同,那么我们就求出这个大喷头的K值既K1-7
由于Q1-7=K1-7〔10P7〕1/21/60
且Q1-7=Q7=/S;
P7
带入上式,得K1-7
14)这样下两个支管的特性系数K值均与K1-7=371.73一样,我们把上图简化如下
15)管路L7-8
Q7-8=Q7=/S
那么h7-8=A*L*Q22=0.0226Mpa=2.26mH2o
V7-8=Kc*Q=0.471*8.25=/s<5m/s
16)节点8
由于P8=P7+h7-8=0.17731+0.0226=0.2Mpa=20mH2o
那么,节点8流量Q8=K8〔10P8〕1/21/60=K1-7〔10P8〕1/21/60=371.73*21/2*1/60=/S
17)管路L8-9
Q8-9=Q7+Q8=/S+8.76=/S
那么h8-9=A*L*Q22=0.025Mpa=2.5mH2o
V8-9=Kc*Q=0.284*17.01=/s<5m/s
这时,管流速已经接近经济流速了,一般这个时候就要将该段管径提高一级,将阻力和流速降下来,但为了使大家最后看到不合理的位置,所以我不改变标准建议的管径,继续计算下去。
18)节点9
由于P9=P8+h8-92o
那么,节点9流量Q9=K9〔10P9〕1/21/60=K1-7〔10P9〕1/21/2*1/60=/S
19)各个节点流量之和就是该系统的计算流量
QJ=Q7+Q8+Q9=/S
我们假设由节点9到水流指示器前节点11的长度为30m,那么
h9-11=A*L*Q22*30=0.2425Mpa,
V9-11=Kc*Q=0.201*26.3=/s>5m/s
这样我们看出,该管段将系统流速提高很大,已经大于经济流速,同时造成水流指示器前的压力超出标准规定的0.4Mpa值。
为此,我们要将该管段有节点9到节点11更换成DN100管。
计算如下
h9-11=A*L*Q22*30=0.055487Mpa,
V9-11=Kc*Q=0.115*26.3=/s<5m/s
符合标准要。
20)假设该建筑物最不利点距离水泵出口高程为25米
那么竖向干管损失为
hs=A*L*Q22=0.04624Mpa=4.624mH2o
竖向水力损失Hs=25mH2o+4.624mH2o=29.6mH2
2
21〕那么水泵扬程为H=Hj+Hy=0.7153Mpa=72m,流量Q=/S=27L/S
这里省略了阀门、水流指示器等水力损失。
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