喷淋水力计算.docx

1、喷淋水力计算喷淋水力计算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8 L/minm2就满足规范要求；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： （91l）式中 q喷头流量（Lmin）； P喷头工作压力（MPa）； K喷头流量系数。可知q/S=8 L/minm2；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也就是说，在中危险级，

2、也既喷水强度为8 L/minm2时，喷头间距在2.6m3.1m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。比如上图，我们保证喷头间距的均匀相等后，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1、作用面积的确定根据喷规表5.0.1，中危险级的作用面积为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；9.1.2 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，则该作用面积的实际

3、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个喷头的中间位置偏向第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；这样实际的作用面积长边边长为18m；那么按照作用面积160m2 则作用面积的短边至少应为160/18=8.89m。按照图纸看，8.89m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，这样围成的作用面积为9*18=162 m2 160 m2 符合规范要求；如下图下图我们确定了作用面积

4、的周界，同时按照喷规表8.0.7中参考的管径进行了标注，这个标注只是暂时的，以后计算时要校核。3、最不利点喷头压力的确定最不利点的喷头当然是节点1喷头，喷规规定，9.1.4 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规范表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规范表5.0.1规定值的85；严重危险级和仓库危险级不应低于本规范表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%规范规定的喷水强度，则作用面积内的

5、任何四个喷头都会满足这个要求，由此得出q/L285%*8 L/minm2；又有则P0.0585Mpa=0.06Mpa1、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 2节点11处压力不大于0.4Mpa忽略短立管的损失使用公式： 喷头的流量计算公式：q=kq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* Qv-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）152025324

6、0507080100125150Kc（m/L）5.8523.1051.8831.0540.7960.4710.2840.2010.1150.0750.053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/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*Lhj管道局部水头损失（mH2o）；A管道比阻值；A=0.0000107* KC2/ d1.3Ld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）

7、253240506580100125150A （Q以L2/s2计）0.43670.093860.044530.011080.0028930.0011680.00026740.00086230.00003395表 当量长度表（m）管件名称 管件直径（mm）25324050658010012515045弯头0.30.30.60.60.90.91.21.52.190弯头0.60.91.21.51.82.13.13.74.3三通或四通1.51.82.43.13.74.66.17.69.2蝶阀1.82.13.13.72.73.1闸阀0.30.30.30.60.60.9止回阀1.52.12.73.44.3

8、4.96.78.39.8 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内的水流量Q1-2=Q1=1.033L/S则支管L1-2的水力损失h1-2=A*L*Q2=0.4367*3*1.0332=0.01397Mpa=1.397 mH2o支管L1-2内的管流速V1-2=Kc*Q=1.883*1.033=1.945m/s

9、5m/s 3）2#喷头由于2#喷头的工作压力P2= P1+ h1-2=6mH2o+1.397 mH2o=7.4 mH2o=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内的水流量Q2-3=Q1+Q2=1.033L/S+1.147L/S=2.18L/S则支管L2-3的水力损失h2-3=A*L*Q2=0.09386*3*2.182=0.01338Mpa=1.338 mH2o支管L2-3内的管流速V2-3=Kc*Q=1.054*2.18=2.29772m/s5m/s 5）3#喷头由于3#喷头的工作

10、压力P3= P2+ h2-3=0.074+0.01338=0.0874 Mpa=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内的水流量Q3-4=Q1+Q2+Q3=1.033L/S+1.147L/S+1.246L/S=3.426L/S则支管L3-4的水力损失h3-4=A*L*Q2=0.09386*3*3.4262=0.033Mpa=3.3 mH2o支管L3-4内的管流速V3-4=Kc*Q=1.054*3.426=3.6m/s5m/s 7）4#喷头由于4#喷头的工作压力P4= P3+ h3-4

11、=0.0874+0.033=0.12 Mpa=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内的水流量Q4-5=Q4+Q3-4=1.46/S+3.426L/S=4.886L/S则支管L4-5的水力损失h4-5=A*L*Q2=0.04453*3*4.8862=0.03189Mpa=3.189 mH2o支管L4-5内的管流速V4-5=Kc*Q=0.796*4.886=3.889m/s5m/s 9）5#喷头由于5#喷头的工作压力P5= P4+ h4-5=0.12+0.03189=0.152 Mpa=15.

12、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内的水流量Q5-6=Q5+Q4-5=1.6438/S+4.886L/S=6.5298L/S则支管L5-6的水力损失h5-6=A*L*Q2=0.01108*3*6.52982=0.01417Mpa=1.417 mH2o支管L5-6内的管流速V5-6=Kc*Q=0.471*6.5298=3.0755m/s5m/s 11）6#喷头由于6#喷头的工作压力P6= P5+ h5-6=0.152+0.01417=0.166 Mpa=16.6mH2o则，6#喷头流

13、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内的水流量Q6-7=Q6+Q5-6=1.7178/S+6.5298L/S=8.25L/S则支管L6-7的水力损失h6-7=A*L*Q2=0.01108*1.5*8.252=0.0113056Mpa=1.13056 mH2o支管L6-7内的管流速V6-7=Kc*Q=0.471*8.25=3.885m/s5m/s 13）节点7由于P7= P6+ h6-7=0.166+0.0113056=0.17731 Mpa=17.731mH2o则，节点7流量Q7=Q6-7=8.25L/S。

14、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=8.25L/S；P7=0.17731Mpa带入上式，得K1-7=371.7314）这样下两个支管的特性系数K值均与K1-7=371.73相同，我们把上图简化如下15）管路L7-8Q7-8=Q7=8.25L/S则h7-8= A*L*Q2=0.01108*3*8.252=0.0226Mpa=2.26 mH2oV7-8=Kc*

15、Q=0.471*8.25=3.885m/s5m/s 16）节点8由于P8= P7+ h7-8=0.17731+0.0226=0.2 Mpa=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/S17）管路L8-9Q8-9=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 mH2oV8-9=Kc*Q=0.284*17.01=4.83m/s5m/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

16、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，所以我不改变规范建议的管径，继续计算下去。18）节点9由于P9= P8+ h8-9=0.2+0.02508=0.22508 Mpa=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/S19）各个节点流量之和就是该系统的计算流量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的长度为30m，则h9-11= A*L*Q2=0.001168*26.32*30=0.2425Mpa，那么P11=P

17、9+h9-11=0.22508+0.2425=0.46758MPa0.4MpaV9-11=Kc*Q=0.201*26.3=5.286m/s5m/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规范规定的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*Q2=0.0002674*26.32*30=0.055487Mpa，则P11=P9+h9-11=0.22508+0.0.055487=0.28MPa0.4MpaV9-11=Kc*Q=0.115*26.3=3.0245m/s5m/s符合规范要。20）假设

18、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=4.624 mH2o竖向水力损失Hs=25 mH2o+4.624 mH2o=29.6 mH2o=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=0.119Mpa21）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。