第二章供水管路与器材常用技术战术性能.docx
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第二章供水管路与器材常用技术战术性能
第二章供水器材与管路常用技战术性能
火场供水在整个灭火战斗过程中占据十分重要的位置，为了搞好火场供水工作，我们应当了解、掌握一些常用器材的技术战术性能，并且能够正确铺设火场供水的水带线路，以便使整个火场供水工作能够有条不紊、快速有效地进行。
本章重点介绍一些常用器材的技术战术性能及水带线路的水头损失的计算方法。
第一节消防枪（炮）的技术战术性能
一、射流及类型
消防射流是灭火时由水枪喷射出来的高速水流。
消防射流一般分为两种形式：
一种是密集射流；另一种是分散射流，其中分散射流又可分为喷雾射流和开花射流。
（一）分散射流
高压水流经过离心作用、机械撞击或机械强化作用使水流分散成点滴状态离开水枪，形成扩散状或幕状射流称为分散射流。
分散射流根据水滴大小不同，分成喷雾射流和开花射流两种。
1．喷雾射流
当分散射流的水滴平均直径小于100微米时，称为喷雾射流。
喷雾射流的优点：
（1）喷雾射流汽化速度快，吸热冷却作用强，窒息效果好。
（2）喷雾射流有良好的冲击乳化作用和电器绝缘性能。
（3）喷雾射流用水量少，水渍损失小。
（4）喷雾射流除烟效果好，隔绝热辐射效果好。
喷雾射流的缺点是射程较短，冲击力小。
喷雾射流的适用范围：
喷雾射流可应用于一般物质、石油化工装置、中小型可燃液体和气体、带电电气设备、室内粉尘火灾的扑救；可以运用喷雾射流进行火场排烟以及对有毒、易燃易爆水溶性液体、气体进行稀释、吸收溶解。
2．开花射流
当分散射流的水滴平均直径在100—1000微米之间时，称为开花射流。
开花射流的优缺点与喷雾射流相似。
开花射流的适用范围：
开花射流一般可应用于水渍损失小和缺水地区。
（二）密集射流
高压的水流经过直流水枪、炮，喷出的密集而不分散的射流称为密集射流。
密集射流的优点是射程远，流量大，冲击力强。
密集射流的缺点是机械破坏力强、水渍损失大。
密集射流的适用范围：
密集射流一般适用于远距离扑救一般物质火灾。
二、水枪（炮）的技战术性能
水枪（炮）的技术性能包括：
型号、进水口径、出水口径、额定压力、工作压力范围、流量、射程、喷雾宽度和水幕宽度。
战术性能主要包括：
充实水柱、射程、控制面积、控制周长、控制高度和控制纵深。
水炮的战术性能还包括：
喷雾宽度、水幕宽度、仰角、俯角和回转角。
水枪按其用途不同可分为直流水枪、喷雾水枪和多功能水枪三种。
下面就其与火场供水有关的技战术性能介绍如下：
（一）直流水枪（炮）
1．充实水柱
靠近水枪口一段的密集射流，水流密集不分散，能有效地射及火源，称为有效射程，也叫充实水柱，一般用Sk表示。
直流水枪的充实水柱是指由喷嘴起至射流90%的水量穿过直径38㎝圆圈止的一段射流长度。
水炮的充实水柱是指由喷嘴起至射流90%的水量穿过直径125㎝圆圈止的一段射流长度。
直流水枪（炮）的充实水柱在工作压力范围内，随压力的增大而增长，可按公式2—1—1计算。
（2—1—1）
式中：
Sk——直流水枪的充实水柱长度，m
hq——水枪喷嘴压力，mH2O
K——充实水柱系数
充实水柱系数与水枪的构造和喷嘴口径有关，水枪喷嘴口径为13、16、19㎜时的K值分别为2.6、2.7和2.8。
例2—1—119㎜口径直流水枪，工作压力27mH2O，计算直流水枪的充实水柱。
解：
19㎜口径直流水枪的K值是2.8，则
＝2.8×
＝15m
在实际灭火战斗中，不同的火灾类型对充实水柱的要求不一样。
（1）低层建筑室内火灾
火灾危险性类别较低、火灾辐射热较小的一般工业和民用建筑要求充实水柱不小于7m；对于其他室内火灾，如超过四层的库房和五层的民用建筑要求充实水柱不小于10m。
（2）高层建筑室内火灾
对于重要的高层建筑火灾要求充实水柱不小于13m；对于一般性高层建筑火灾要求充实水柱不小于10m。
（3）扑救室外火灾时要求充实水柱不小于10～15m。
（4）扑救石油化工火灾时要求充实水柱不小于17m。
2．直流水枪（炮）的喷嘴压力和流量
水枪（炮）要产生密集射流，水流必须具有很大的速度，而水流速度的产生是由于水枪喷嘴前有一定的压力，这个压力称为水枪喷嘴压力。
水枪喷嘴压力可按下式进行计算：
hq＝SqQ2（2—1—2）
式中：
hq——水枪喷嘴压力，mH2O
Sq——水枪阻抗，
Q——水枪流量，L/s
将几种不同口径水枪的水枪阻抗值列于表2—1—1，供计算时查阅
表2—1—1水枪阻抗Sq值
水枪口径
（㎜）
13
16
19
22
25
28
30
32
38
Sq
2.890
1.260
0.634
0.353
0.212
0.134
0.102
0.079
0.040
公式2—1—2是一种理想情况，实际上水流通过水枪仍要产生水头损失，由于水枪较短，产生的水头损失较小，故可按公式2—1—2近似计算。
例2—1—219㎜口径直流水枪，当水枪流量Q＝6.5L/s时，求水枪喷嘴处压力。
解：
查表2—1—1可知，19㎜直流水枪Sq＝0.634，则
hq＝SqQ2
＝0.634×6.5²
＝27mH2O
直流水枪喷嘴处的流量计算公式由公式2—1—2变换形式可得。
（2—1—3）
式中：
Q——水枪出口流量，L/s
hq——水枪喷嘴压力，mH2O
ρ——水枪出口流量系数
表2—1—2给出不同口径水枪喷嘴流量系数ρ值，供计算查阅。
表2—1—2不同口径水枪出口流量系数ρ值表
喷嘴口径
（㎜）
13
16
19
22
25
28
30
32
38
ρ
0.588
0.891
1.256
1.683
2.172
2.732
3.131
3.558
5.000
例2—1—319㎜口径直流水枪，工作压力13.5mH2O，求水枪流量。
解：
查表2—1—2知，19㎜直流水枪的＝1.256，则
＝1.256×
＝4.6L/s
例2—1—4QJ32带架水枪，工作压力为60mH2O，计算其流量。
解：
查表2—1—2知，QJ32带架水枪的ρ=3.558，则：
＝3.558×
＝27.6L/s
经计算直流水枪的工作压力、流量和充实水柱的关系，列表2—1—3。
表2—1—3直流水枪工作压力、流量和充实水柱
有效
射程
m
喷嘴口径
13㎜
喷嘴口径
16㎜
喷嘴口径
19㎜
喷嘴口径
22㎜
喷嘴口径
25㎜
压力
mH2O
流量
L/s
压力
mH2O
流量
L/s
压力
mH2O
流量
L/s
压力
mH2O
流量
L/s
压力
mH2O
流量
L/s
7.0
9.6
1.8
9.2
2.7
9.0
3.8
8.7
5.0
8.5
6.4
8.0
11.2
2.0
10.5
2.9
10.5
4.1
10.0
5.4
10.0
6.9
9.0
13.0
2.1
12.5
3.1
12.0
4.3
11.5
5.8
11.5
7.4
10.0
15.0
2.3
14.0
3.3
13.5
4.6
13.0
6.1
13.0
7.8
11.0
17.0
2.4
16.0
3.5
15.0
4.9
14.5
6.5
14.5
8.3
12.0
19.0
2.6
17.5
3.8
17.0
5.2
16.5
6.8
16.0
8.7
13.0
24.0
2.9
22.0
4.2
20.5
5.7
20.0
7.5
19.0
9.6
14.0
29.5
3.2
26.5
4.6
24.5
6.2
23.5
8.2
22.5
10.4
15.0
33.0
3.4
29.0
4.8
27.0
6.5
25.5
8.5
24.5
10.8
16.0
41.5
3.8
35.5
5.3
32.5
7.1
30.5
9.3
29.0
11.7
17.0
47.0
4.0
39.5
5.6
35.5
7.5
33.5
9.7
31.5
12.2
18.0
61.0
4.6
48.5
6.2
43.0
8.2
39.5
10.6
37.5
13.3
19.0
70.5
4.9
54.5
6.6
47.5
8.7
43.5
11.1
40.5
13.9
20.0
98.0
5.8
70.0
7.5
59.0
9.6
52.5
12.2
48.5
15.2
3．直流水枪的控制面积、控制周长
（1）控制面积
直流水枪的控制面积与流量成正比与供水强度成反比。
（2—1—4）
式中：
A——直流水枪的控制面积，㎡
Q——直流水枪的流量，L/s
q——火场供水强度，L/s·㎡
例2—1—5QZ19㎜水枪，水枪流量为6.5L/s，火场所需供水强度为0.12L/s·㎡，计算QZ19㎜水枪在这种条件时的控制面积。
解：
由公式（2—1—4）可知，
＝6.5÷0.12
＝54㎡
例2—1—6QZ19㎜水枪，水枪流量为6.5L/s，火场所需供水强度为0.2L/s·㎡，计算QZ19㎜水枪在这种条件时的控制面积。
解：
由公式（2—1—4）可知，
＝6.5÷0.2
＝32.5㎡
灭火试验资料说明，扑救一、二、三级耐火等级的丙类火灾危险性厂房和库房、三级耐火等级民用建筑的火灾，火场灭火用水的供给强度不应小于0.12～0.20L/s·m2。
所以每支水枪能控制的燃烧面积，我们可以按30～50㎡计算。
为便于应用和记忆，当建筑物内可燃物数量较少（火灾荷载密度≤50kg/m2）时，每支水枪的控制面积可按50m2计算；当建筑物内可燃物数量较多（火灾荷载密度>50kg/m2）时，每支水枪的控制面积可按30m2计算。
（2）控制周长
水枪（炮）的控制周长与水枪（炮）的喷嘴口径、有效射程和灭火用水供给强度有关。
一般水枪的喷嘴口径为19mm，有效射程不小于15m，流量为6.5L/s。
每米周长的灭火供水量一般在0.4～0.8L/s·m之间，同时还应满足消防人员使用的水枪的控制角度（300～600）的要求。
①按控制角计算水枪的控制周长
可按下面公式计算
（2—1—5）
式中：
L——水枪控制周长，m；
Sk——水枪有效射程，m；
θ——水枪控制角度。
例2—1—7QZ19㎜水枪的充实水柱为Sk=15m，水枪的控制角θ为30°～60°，计算QZ19㎜水枪在此时的控制周长。
解：
由公式（2—1—5）可知，
当θ＝30°时
L＝（3.14×15×30）÷180
＝7.85m
当θ＝60°时
L＝（3.14×15×60）÷180
＝15.7m
按控制角θ为30°～60°时，每支Ф19mm水枪的控制周长约为8～15m。
②按灭火用水供给强度计算水枪的控制周长
可按下面公式计算
（2—1—6）
式中：
L——水枪控制周长，m；
Q——水枪的流量，L/s；
q——灭火用水供给强度，L/s·m。
例2—1—8QZ19㎜水枪的充实水柱为Sk=15m时，流量为6.5L/s，灭火用水供给强度为0.4～0.8L/s·m，计算QZ19㎜水枪在此时的控制周长。
解：
由公式（2—1—6）可知，
当q＝0.4L/s·m时
L＝6.5÷0.4
＝16.2
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