喷淋水力计算.docx
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喷淋水力计算
水力计算
自动喷水灭火系统得水力计算主要就是按照逐点计算法进行计算;这于原规范有很大区别。
原规范就是采用估算法进行计算得。
计算方法：
1、确定喷头间距
规范中给出了如下面所示得间距。
这个间距就是最大间距，也就就是在０、1Mpa下得间距。
喷水强度
（Ｌ/min·m２）
正方形布置得边长（m）
矩形或平行四边形布置得长边边长（m）
一只喷头得最大保护面积（m2）
喷头与端墙得最大距离（m）
4
４、4
4、５
20、０
2、2
６
3、6
４、０
12、5
1、８
8
3、４
3、6
11、5
１、7
12～20
3、０
3、6
9、0
1、5
注：
1 仅在走道设置单排喷头得闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定；
2 货架内喷头得间距不应小于2m，并不应大于3m。
很多设计者对这一点不就是很了解，往往不论建筑物得实际尺寸，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，要根据建筑物得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8 L/miｎ·m２
由下图可知
由上述图纸可以明白系统最不利点四个喷头ＡBCD围成得面积正方形ABＣＤ得面积为S，只要保证Ｓ内得喷水强度不小于８L／mｉn·m2就满足规范要求;
从图上瞧，在每个喷头得洒水量中有1/4得水量洒在S中,也就就是S内得洒水量为一个喷头得洒水量;
由喷头得流量公式喷头得流量应按下式计算:
（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
则，喷头间距L=
当最不利点压力Ｐ＝０、1Mｐa时,Ｌ=３.16m=3．１m;当最不利点压力为０、05Mpａ时，L=2.66ｍ=2。
6m
也就就是说,在中危险Ⅱ级，也既喷水强度为8Ｌ/ｍin·ｍ２时,喷头间距在2、6ｍ~3。
１m之间布置。
我们实际布置时，考虑喷头间距与建筑物尺寸得与谐,距离端墙保证不大于间距得一半.比如上图，我们保证喷头间距得均匀相等后，假如间距为３．０0m,距离端墙为１．5m,如下图；
这个图基本框架就已经形成,下面我们确定作用面积
2、作用面积得确定
根据喷规表5。
0.1,中危险Ⅱ级得作用面积为１60ｍ2;作用面积得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得1、2倍;
9．1.２水力计算选定得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得l、２倍。
按照上述规定，则该作用面积得实际长边长度应大于或等于1５.17m；按照图所示应该在第5个与第6个喷头得中间位置偏向第６个喷头0。
17m，如果不把第6个喷头划进来则小于规定;所以将第6个喷头划进来;这样实际得作用面积长边边长为18m；那么按照作用面积1６0m2则作用面积得短边至少应为１60/18=８。
８9m。
按照图纸瞧,8.89m得位置在第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。
不符合规范,少了５２平方米，则应该把第三行划进来.这样短边为9ｍ，这样围成得作用面积为9＊18=162m2〉１６0m2 符合规范要求;如下图
下图我们确定了作用面积得周界，同时按照喷规表８。
0．7中参考得管径进行了标注,这个标注只就是暂时得,以后计算时要校核。
３、最不利点喷头压力得确定
最不利点得喷头当然就是节点1喷头，喷规规定，9.1.4 系统设计流量得计算，应保证任意作用面积内得平均喷水强度不低于本规范表5、0、1与表5、0、5得规定值。
最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内得平均喷水强度,轻危险级、中危险级不应低于本规范表5、0、１规定值得85%;严重危险级与仓库危险级不应低于本规范表5、0、1与表５、0、5得规定值。
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个喷头围成得面积内喷水强度大于等于85%规范规定得喷水强度,则作用面积内得任何四个喷头都会满足这个要求,由此得出
ｑ/L2≥85％＊8L/ｍｉn·ｍ2；又有
则P≥0、05８5Mpa=0、０6Mpa
1、水力计算
水力计算目得：
计算出系统总流量与系统总得压力损失，来选择消防泵。
要求：
1管路流速不大于５m/ｓ经济流速
2节点11处压力不大于０、4Mpａ
忽略短立管得损失
使用公式:
喷头得流量计算公式:
ｑ=k
ｑ—喷头流量（L/min）；
Ｐ—喷头工作压力（ＭPa）;
k—喷头流量系数（本系统得喷头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-管道得内径（mm）.
Ｋc—流速系数（m/Ｌ）4/（10０0*3、1４*ｄ2）
镀锌钢管管径（mm）
15０
Kc（m/L）
５、８52
3、1０5
1、883
1、０54
0、７９6
0、471
0、２84
0、２01
０、11５
０、０7５
0、053
管道得局部水头损失,宜采用当量长度法计算：
hj=ＡLdh＝i*L=0、0０00１07＊V2/d1、３*L=0、0000107*（KC＊Ｑ）2/d1、３*Ｌ＝0、000０1０7*ＫＣ2＊Q２/d1、３*L＝（0、00０01０7*KC２/d1、3）＊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／d１、3
Ld-管件与阀门局部水头损失当量长度（m）。
表 管道比阻值A
管径（mm）
25
3２
4
25
150
A （Q以L2／s２计）
0、436７
0、０9３86
0、04４53
0、011０8
0、０02893
0、0０1１68
0、000２６74
０、0008623
0、0000339５
表 当量长度表（m）
管件名称
管件直径（mm）
25
3２
4
25
１50
４5º弯头
0、3
0、3
0、６
0、6
０、9
０、9
1、2
1、5
2、1
９0º弯头
０、6
0、9
1、2
１、５
1、8
2、1
3、1
3、7
4、3
三通或四通
１、5
１、８
2、4
3、1
3、7
4、6
6、１
７、６
９、2
蝶阀
1、８
２、１
3、1
3、7
2、7
3、1
闸阀
0、3
０、3
0、3
０、6
0、６
0、９
止回阀
１、5
2、１
２、7
3、4
４、３
4、9
６、７
８、3
9、8
按照逐点法计算，每个管件得水力损失都计算在管道中,为了方便计算,这里忽略了管件得局部损失，最后按照延程损失得20％计入。
计 算
1）1#喷头
上述已经知道1＃喷头得工作压力Ｐ1＝0、０6Mｐa=6mＨ2o
则,1＃喷头流量Q1=K（1０P1）1/2１/６0=８0＊0、61/２*１/60=１．033Ｌ/Ｓ。
2）支管L1－2
支管Ｌ1—2内得水流量Q1－２=Q1=１．033L／S
则支管L１－2得水力损失h1—2=A*L＊Q２=0、436７＊3*１、03３2=0、01397Mpａ＝１、３97ｍH２o
支管L1-2内得管流速Ｖ1-２=Kc＊Q=1、883*１、033=1．945m／s<5m/s
3）２＃喷头
由于2#喷头得工作压力P2＝Ｐ１+h1-２=6mH2o＋1、397mＨ２o=7、4ｍＨ2o=0、074MＰa
则，２#喷头流量Q２=K（１０P2）1/21/60=8０＊0、74１／2*1/60=1．１47Ｌ/S。
4）支管L2—3
由于支管Ｌ2－3内得水流量Q2—３=Q1+Ｑ2=１.033Ｌ／Ｓ+1．147L/Ｓ=2．18Ｌ／Ｓ
则支管Ｌ2-3得水力损失h2-3=A＊Ｌ＊Q2=０、09３86*3*2、１８2=0、01３38Ｍpａ=１、338ｍH2o
支管L2-3内得管流速V２－3=Ｋc＊Ｑ=1、054＊2、18=２．２9７7２m/s＜5ｍ/s
5）３#喷头
由于3＃喷头得工作压力Ｐ3=Ｐ2＋ｈ２-3=０、07４+0、01338=0、0874Ｍpａ=8、７4ｍH2o
则,3＃喷头流量Q3=Ｋ（10P3）1/21／60＝80*0、84１/２＊1/6０=1。
246L/S.
6）支管L3—４
由于支管L3－4内得水流量Q3-４＝Q1+Ｑ2+Q３=1.０33L/S+1.147L/S+1。
246Ｌ/S=3。
42６Ｌ/S
则支管L3－4得水力损失h3-4=Ａ＊L*Ｑ２＝0、09３8６*3*3、4262=0、033Mpa=3、３mＨ２ｏ
支管L3—4内得管流速V3-４=Kc＊Ｑ＝１、０5４*３、４26＝3．６ｍ/s＜5m/s
7）4#喷头
由于4#喷头得工作压力P４=P3＋h3—4=0、０8７4＋0、033＝０、12Ｍpa=12mH2ｏ
则，4#喷头流量Ｑ4=K（10P4）1/21/６0=８0＊1、21/2*1/６0=1。
46L／S。
8）支管Ｌ4—5
由于支管L4-5内得水流量Q4—5=Ｑ４+Ｑ３－４=1、4６／S+３．426L/Ｓ=4.８86L/S
则支管L４-5得水力损失h4-5=A*L＊Ｑ２＝０、０44５3*3＊4、886２=0、０31８9Mpａ=3、189 ｍH2ｏ
支管Ｌ４-５内得管流速V4－5=Kc*Q=０、79６＊4、８8６=3.889m／s〈５m/ｓ
9）5#喷头
由于5＃喷头得工作压力P5＝Ｐ4+h4-5=0、１２+0、０3１89=0、152Ｍpa=15、2mＨ2ｏ
则,5#喷头流量Q５=Ｋ（１0Ｐ５）1／2１/60＝8０*1、521/２*1/60＝1。
６438Ｌ/S.
10）支管L５－６
由于支管L5—6内得水流量Q5—６=Q5+Q4-5=１、6438/S+４。
886L/S=6．52９８L/S
则支管L5—6得水力损失ｈ5-6=A＊L*Ｑ2＝0、0１1０8*3＊６、52982＝0、0１４17Ｍpa＝１、４1７mH２o
支管L5-６内得管流速Ｖ5-６=Kc*Q=0、471＊6、５298=3。
０755m/s<５m/s
11）6#喷头
由于６＃喷头得工作压力Ｐ6=P5+h5-6=０、152+0、014１７=0、１66 Ｍpａ=16、6mH２o
则，6＃喷头流量Q6=K（1０P６）1/２1/６0=80＊1、66１/2＊１/60＝１.7１７8Ｌ／Ｓ。
12）支管Ｌ6-7
由于支管L６-7内得水流量Q6-7=Q６+Q5-6=１、7178／S+6.52９8L/S=8。
25L／Ｓ
则支管Ｌ6－7得水力损失h6-7＝Ａ＊Ｌ*Q2=０、011０８＊1、5＊8、２５２=０、０1130５６Ｍpａ=1、130５6ｍＨ2o
支管L6－7内得管流速V６-7=Ｋc＊Q=0、47１*８、２5=3.８85ｍ/s<５ｍ/s
13）节点7
由于P7= P6＋ h6-7=0、1６6+０、０１13０56=0、1７７31Mpａ＝17、731ｍH2ｏ
则，节点7流量Ｑ7=Q6-７=8.25L/S。
当知道节点7得压力与流量时,我们继续求下２个支管。
由于下两个支管得形状特征与第一个支管一样，这时我们可以把第一个支管瞧成一个大喷头，只不过它得K值与标准喷头K=８0不同,那么我们就求出这个大喷头得K值既Ｋ1—７
由于Q1-７= K1—7（１0P7）1/2１/60
且Ｑ１-7＝Ｑ7=8.２5L/Ｓ;Ｐ７=０、1７7３1Mｐa
带入上式，得K１-7=37１、73
14）这样下两个支管得特性系数K值均与K１－7=3７1、73相同，我们把上图简化如下
15）管路L7-８
Q7－8=Q7＝8。
25Ｌ/S
则ｈ7—8=Ａ＊L*Q２=0、01108＊3＊8、252=０、０2２6Mpa=2、26 mＨ２ｏ
V7-8＝Kc*Q=0、4７1＊8、25=3.885m／s<5m/s
16）节点８
由于P8= Ｐ7+ h7－8=０、17731+０、0２26＝0、２Mpa=2０ｍＨ２o
则,节点8流量Q8= K8（10P8）1／2１/６０=K１-7（１0Ｐ８）1/21／6０＝３７1、73*21/2*1／６0=8．76L/S
17）管路L8-９
Ｑ8-9＝Ｑ7+Q8=8.25Ｌ／S+８、76＝1７。
01L／Ｓ
则h8-９＝A＊Ｌ＊Q2=0、002893＊3*17、0１2=0、0２5Mpa=2、5 mＨ2ｏ
Ｖ8－9=Ｋc＊Q=0、2８4*17、01=４。
８3m/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,将阻力与流速降下来，但为了使大家最后瞧到不合理得位置,所以我不改变规范建议得管径，继续计算下去。
18）节点9
由于P9＝P8+ｈ８-９=0、2＋0、025０８=0、225０8Mpa=２２、５08mH2o
则，节点9流量Ｑ９= Ｋ９（1０P９）1/21/６０=Ｋ1-7（１0P９）1/21／60=371、７3＊2、25０8１／2＊１／60＝9．294L/Ｓ
19）各个节点流量之与就就是该系统得计算流量
QJ=Ｑ７+Q8+Q９＝2６.3Ｌ/S
我们假设由节点9到水流指示器前节点１1得长度为30m，则
h9—11=A*L*Ｑ2=0、00１１６8＊２6、32＊30=0、２425Ｍｐa,
那么P１１=P９＋ｈ9—11=０、2250８+0、2４２5=０、46758MPａ>０、4Ｍｐa
V9-11=Ｋｃ*Q=０、20１＊26、3=5.286ｍ/ｓ＞5m／s
这样我们瞧出，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得压力超出规范规定得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＊Q2=０、0002６74＊26、32*30=0、055487Mpa，
则Ｐ11=P9+ｈ９-11=０、22508＋0、0、055487＝0、28MPa＜０、4Ｍpa
Ｖ９—11=Kc＊Q=0、１１5＊2６、3=3。
0２45m/s<5m/s
符合规范要。
20）假设该建筑物最不利点距离水泵出口高程为25米
则竖向干管损失为
ｈs= A*L＊Q2=0、0002674＊2５*26、３2=０、04624Mpa=４、6２4mH2o
竖向水力损失Hs=25ｍＨ2o＋4、62４ mH2ｏ=2９、6mＨ2o＝0、296MPａ
湿式报警阀损失Hb＝S＊Q２=0、00302*26、22=０、０2０8８MPａ
这样系统延程损失为Hy=P１1+Ｈs＋Hb=0、28+０、2９6+0、020８８=0、5９6ＭPa
局部损失Hj=20％＊Ｈｙ=0、119Mpａ
21）则水泵扬程为Ｈ=Hｊ+Hy=0、7１５3Mpａ=７2ｍ,流量Q=26.3L/S=２7L/S
这里省略了阀门、水流指示器等水力损失。
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