A tűzoltótömlő együtthatók magyarázata: súrlódási veszteségértékek és valós szivattyúnyomás

Két szivattyúkezelő érkezik ugyanabba a háromszintes épületbe, és ugyanazt a fúvókát ugyanazzal a beállítással áramoltatják. Egyikük körülbelül 50 psi-rel többet tart a kisülési mérőn, és egyikük sem tudja megmagyarázni, miért. A válasz legtöbbször nem a szivattyú és nem a motor. Ez a tömlő, és konkrétan a hozzá rendelt együttható.

Itt van először a következtetés. A tűzoltótömlő együtthatója egyetlen szám, amely leírja, hogy mekkora nyomást gyakorol egy 100 láb hosszúságú tömlőszakasz, amikor a víz 100 gallon/perc sebességgel halad át rajta. Ezt a számot megszorozzuk az áramlás négyzetével és a több száz lábban mért hosszával, és megkapjuk a súrlódási veszteséget. Minden diagram, mező parancsikon és érv az 1,75 hüvelykes és a 2 hüvelykes támadóvonalak körül ebből az egyetlen kapcsolatból nő ki.

A gyakorlati következmény egyszerű. Ha nem ismeri a ténylegesen szállított tömlő együtthatóját, akkor a szivattyú nyomására tippel. Ez a találgatás mindaddig érvényben marad, amíg a vezeték meghosszabbodik, az áramlás meg nem nő, vagy a tömlő el nem öregszik.

Mit mond a tömlő együttható valójában

Az észak-amerikai tűzoltóknál használt súrlódási veszteség képlete elég rövid ahhoz, hogy megjegyezzük. FL egyenlő C szorozva Q négyzet szorozva L. FL a súrlódási veszteség psi-ben. Q több száz gallon/perc áramlást jelent, így 250 gpm 2,5 lesz. L a hosszúság több száz lábban, így 200 lábból 2 lesz. C az együttható, és ez az egyetlen olyan kifejezés az egyenletben, amely magát a tömlőt írja le, nem pedig azt, hogy hogyan használja.

Ez azért számít, mert az áramlás és a hossz a szivattyú panelen dől el, míg az együttható az ágyban ülő tömlő tulajdonsága. Ez hordozza a belső átmérőt, a bélés állapotát, a vízhez szorító köpeny érdességét és a vonal mentén minden kanyarban és csatolásban keletkező turbulenciát.

Két, 2,5 hüvelykes címkével ellátott vonal különböző együtthatókat hordozhat. Az új, gumival bélelt tömlő és a tizenöt éves, azonos névleges méretű tömlő nem viselkedik ugyanúgy, még akkor sem, ha a köpenyen lévő nyomat azonos.

Szabványos együttható értékek tömlőméret szerint

Az Egyesült Államokban a legtöbb képzési anyag az IFSTA és a National Fire Academy által közzétett értékeket használja. Ésszerű kiindulási alapot jelentenek, és elég széles körben idézik őket ahhoz, hogy a tűztéren mindenki azonos számokból dolgozzon.

Az utolsó két oszlop azt mutatja, hogy mit csinál az együttható a gyakorlatban. Az áramlás megkétszerezése nem duplázza meg a veszteséget, hanem néggyel szorozza meg, mert Q négyzetes. Egy 2 hüvelykes vonal 200 gpm-nél 32 psi-t veszít száz lábon, míg ugyanez a vonal 100 gpm-nél csak 8 psi-t veszít.

Egy működő példa, amelyet megismételhet a Firegroundon

Vegyünk 200 lábnyi 2 hüvelykes tömlőt, amely 250 gpm sebességgel folyik. Q értéke 2,5, L értéke 2 és C értéke 8.

Az FL 8 x 2,5 x 2,5 x 2, ami 100 psi.

Most adja hozzá a rendszer többi részét. A 100 psi névleges ködfúvókának 100 psi-re van szüksége a csúcson. Tíz lábnyi magasság nagyjából 4,3 psi-be kerül, tehát a harmadik emeleti fúvóka körülbelül 13 psi-t ad hozzá. Egy wye vagy egy elosztó további 10-25 psi-t ad hozzá a készüléktől és az áramlástól függően.

A szivattyú nyomónyomása 100 plus 100 plus 13 plus 10, vagyis 223 psi.

Váltson 2,5 hüvelykes tömlőre, és az aritmetika teljesen megváltozik. Ugyanaz a 250 gpm ugyanazon 200 lábon 2 x 6,25 x 2, azaz 25 psi-t veszít. Ez 75 psi megtakarítást jelent egy soron, és ez a teljes eset a nagy átmérőjű tömlőkre vonatkozik egyetlen számításban.

Ahol az együttható sodródni kezd

A közzétett táblázatok új, tiszta, teljesen bélelt tömlőt feltételeznek. A terepi tömlő eltérő, és számos tényező a valódi veszteséget a táblázati érték fölé tolja.

• A tömlő kora és a bélés állapota. A bélés szétválása, a penészedés és a kopás növeli a hatékony érdesség mértékét. A húsz százalékos büntetés egy régebbi, 1,75 hüvelykes vonalon nem szokatlan.
• Valós belső átmérő. A névleges méretek hozzávetőlegesek, a nyomásveszteség pedig nagyjából az átmérő ötödik hatványának inverzével oszlik meg, tehát egy kissé alulméretezett tömlő többe kerül, mint a legtöbb kezelő elvárja.
• Víz hőmérséklete. A hideg víz viszkózusabb, és néhány extra psi-t vesz igénybe egy hosszú sorban.
• Elrendezés. A megtörések, a sarkok körüli szűk hajlítások és az ajtó alá beszorult tömlő olyan extra hosszúságként viselkedik, amely soha nem jelenik meg a mérés során.

A csatlakozási pontok külön megjegyzést érdemelnek. A helyesen összeillesztett tengelykapcsoló kis helyi veszteséggel jár, a csavart tömítéssel vagy részben ültetett fejjel összeszerelt kötés pedig lényegesen többet. Egy összehajtott tömítés együttható problémaként olvasható a mérőeszközön, még akkor is, ha maga a tömlő rendben van. A helyes összeszerelést ez az útmutató tárgyalja hogyan kell egy tűzoltótömlő-csatlakozást csatlakoztatni .

Hogyan növelik a csatlakozók, adapterek és készülékek rejtett veszteséget

A szivattyú és a fúvóka közötti minden eszköznek megvan a maga vesztesége, és az együttható módszer ezt nem tartalmazza. A táblázat leírja a tömlőt. Nem mond semmit a végére csavart hardverről.

Az adapterek okozzák a legtöbb meglepetést. Az egyik nemzeti szabványról a másikra való áttérés, például egy Storz-vezeték Machino bemenetbe való átvezetése saját belső geometriájú adaptert igényel. A jó adapter rövid, sima és teljes furatú. Szegény lelép a keresztmetszeten, és az a lépcső úgy viselkedik, mint egy kisebb tömlő. Egy 500 gpm-es tápvezetéken a furatot negyed hüvelykkel szűkítő adapter több nyomást jelenthet, mint a hozzá csatlakoztatott tömlő 50 lábára.

A gyakorlati szabály az, hogy olyan adaptert válasszunk, amelynek furata illeszkedik a két tömlő közül a kisebbikhez, és kerüljük, hogy két adaptert egymásra rakjunk oda, ahol az egyik megteszi.

Storz Adapter csatlakozók – Machino dugattyú a szabványos interfész átalakításához Apa Machino adapter csatlakozók csatlakoztatják vagy átalakítják az illesztési szabványokat; válassza ki a furatot a kisebb tömlő számára, és kerülje az adapterek egymásra helyezését ott, ahol egy is elegendő. Termék megtekintése →

Helyszíni szabályok, amelyek becsületesen tartják a matematikát

Ha az együttható elképzelése világos, néhány szabály lefedi a legtöbb valós helyzetet.

1. Írd ki az összeget. A szivattyú nyomónyomása megegyezik a fúvóka nyomásával, plusz a súrlódási veszteséggel plusz a magasság plusz a készülék veszteséggel. A hiányzó kifejezés a gyenge adatfolyam leggyakoribb oka.
2. Tiszteld a négyzetet. Bármilyen változás az áramlásban, a súrlódási veszteséget az arány négyzetével mozgatja. A vonal 150-ről 200 gpm-re emelése körülbelül 78 százalékkal növeli a veszteséget.
3. Számítás előtt ossza fel a párhuzamos vonalakat. Két egyforma sziámi vonal a teljes áramlás felét viszi át, és mindegyik elveszti annak a nyomásnak a negyedét, amelyet a teljes áramlást szállító egyetlen vezeték veszít.
4. A készletben lévő minden tömlőtípushoz tartsa meg a működési együtthatót, ne csak az egyes méretekhez.
5. Minden hardvermódosítás után számolja újra. Egy új készülék, fúvóka vagy adapter megváltoztatja a rendszert, nem csak a tömlőt.

A fúvókaválasztás azért tartozik ebbe az aritmetikába, mert a fúvóka állítja be az áramlást. Egy fúvóka, amelyet könnyen át lehet szivattyúzni, vagy amely lehetővé teszi a kezelő számára az áramlás megváltoztatását anélkül, hogy bárkinek szólna a panelen, jobban mozgatja a súrlódási veszteséget, mint bármely más egyedi döntés. Az állítható minták egyértelműen megjelölt áramlási beállításokkal megszüntetik ezt a kétértelműséget.

Állítható fúvóka-Storz tűzoltó fúvóka áramlásszabályozással és permetezési mintákkal A tűzoltó állítható fúvóka többféle szórási mintát, gyors be-/kikapcsoló szelepet, visszarúgásmentes használatot és több interfésszel való kompatibilitást kínál; A megjelölt áramlási beállítások segítenek csökkenteni a panel kétértelműségét. Termék megtekintése →

Hardver, amely kiszámíthatóvá teszi a matematikai együtthatót

Korlátozottan mennyit javíthat ebből a szivattyú panelről. A többit be kell építeni a hardverbe, és ez az, ahol a furatszabályozás és a gyártási tűrés kiérdemli a tartást.

A valódi teljes furatot tartó, sima belső átmenettel rendelkező tengelykapcsoló, amely egy összecsukás nélkül illeszkedő tömítést vesz fel, az átmérőjének elméleti értékéhez közeli veszteséget ad. Az alulméretezett, nem kerek vagy durva öntettel felszerelt tengelykapcsoló olyan nyomásesést eredményez, amelyet egyetlen diagram sem jelez előre.

Ezért is számítanak a szabványos csatolási családok. A Storz fej, a Machino tengelykapcsoló, egy NH menet vagy egy John Morris tengelykapcsoló meghatározott furattal és profillal rendelkezik, így a mérnök kiszámíthatja a rendszert, és elvárhatja, hogy a hardver megfeleljen a számításnak. A szabványok összekeverése néha elkerülhetetlen, de ezt célszerû adapterrel kell megtenni, nem pedig rögtönzött szerelvények halmával.

A nagy átmérőjű betápláló és relé vezetékeken az együttható tag dominál a teljes szivattyúnyomás számításban, így a jól megmunkált tengelykapcsoló és a marginális tengelykapcsoló közötti különbség közvetlenül megjelenik a mérőműszeren. Ha az ilyen vezetéken a nyomásesés aggodalomra ad okot, akkor érdemes beszélje meg az elrendezést a szállítóval a megrendelés előtt, nem pedig az első gyakorlat után.

Nagy Storz tűzoltó tömlő csatlakozó táp- és relévezetékekhez Nagy Storz-csatlakozás táp- és relévezetékekhez; fogazott vagy bordázott kipufogócső-csatlakozás, DIN-méretek 12 hüvelykig, testreszabható anyagok és nyomásértékek. Termék megtekintése →

A tűzoltótömlő együtthatók nem bonyolultak. Ezek egy szám tömlőtípusonként, három kifejezésből álló képlet alapján alkalmazva. Tapasztalatot igényel, ha tudni kell, hogy ez a szám mikor nem igaz, ami általában akkor van, amikor a tömlő elöregedett, az átmérő nem az, amit a köpeny állít, vagy a szivattyú és a fúvóka közötti hardver csendesen korlátozza az áramlást.

Állítsa be a ténylegesen szállított tömlőnek megfelelő együtthatót, adja hozzá őszintén a fúvókát, a magasságot és a készüléket, és a szivattyú nyomása már nem csak feltételezés. A mérőműszer időnként még mindig meglep, de valamiért meg fog lepni.