水带系统水力计算(教学参考)
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计算原理参照《全国民用建筑工程设计技术措施2009》,《建筑给水排水工程》(中国建筑工业出版社) 基本计算公式1、最不利点消火栓流量: q xh BH q =式中:q xh -- 水枪喷嘴射出流量(L/s) (依据规范需要与水枪的额定流量进行比较,取较大值)B -- 水枪水流特性系数H q -- 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(mH 2 O ) 2、最不利点消火栓压力:222++=++=Bq q L A H H h H xhxhd d skq d xh式中:H xh -- 消火栓栓口的最低水压(0.010MPa) h d --消防水带的水头损失(0.01MPa)h q -- 水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(0.01MPa) A d -- 水带的比阻 L d -- 水带的长度(m)q xh -- 水枪喷嘴射出流量(L/s) B-水枪水流特性系数H sk -- 消火栓栓口水头损失,宜取0.02Mpa 3、次不利点消火栓压力:j f xh xh h h H H +++=层高最次 式中:H 层高 -- 消火栓间隔的楼层高(m)H f+j -- 两个消火栓之间的沿程、局部水头损失(m) 4、次不利点消火栓流量: BL A H q d d xh xh 12+-=次次 (依据规范需要与水枪的额定流量进行比较,取较大值) 5、流速V :24jxhD q v π=式中:q xh -- 管段流量L/sD j -- 管道的计算内径(m ) 6、水力坡降:3.1200107.0jd v i =式中:i -- 每米管道的水头损失(mH 20/m )V -- 管道内水的平均流速(m/s)D j -- 管道的计算内径(m)7、沿程水头损失:=h⨯Li沿程式中:L -- 管段长度m8、局部损失(采用当量长度法):=h⨯iL(当量)局部式中:L(当量) -- 管段当量长度,单位m(《自动喷水灭火系统设计规范》附录C) 计算参数:水龙带材料:麻织水龙带长度:20m水龙带直径:65mm水枪喷嘴口径:19mm充实水柱长度:10 m计算结果:入口压力:69.83 米水柱。
第二节水带系统水力计算一、了解水带压力损失计算方法每条水带的压力损失,计算公式如下:hd= SQ2 式中:hd――每条20米长水带的压力损失,104 PaS ――每条水带的阻抗系数,Q --- 水带内的流量,L/ s注:1mH2O=104 Pa(1米水柱=104 帕);1Kg/cm2=105 Pa (1 千克/ 厘米2)二、了解水带串、并联系统压力损失计算方法同型、同径水带串联系统压力损失计算:压力损失叠加法: 公式Hd=nhd 式中:H ——水带串联系统的压力损失,104 Pa ;n ---- 干线水带条数,条;hd――每条水带的压力损失,104 Pa 。
阻力系数法:公式Hd=nSQ2 式中:H ——水带串联系统的压力损失,104 Pa ;n ---- 干线水带条数,条;S――每条水带的阻抗系数;Q 干线水带内的流量,L/ s 。
不同类型、不同直径水带串联系统压力损失计算:压力损失叠加法:公式Hd =hd1 + hd2 + hd3 +•••+ hdn式中:H ——水带串联系统的压力损失,104 Pa ;hdl、hd2、hd3、hdn――干线内各条水带的压力损失,104Pa 。
阻力系数法:公式:Hd=S总Q2Hd水带串联系统的压力损失,104 Pa ;S总一一干线内各条水带阻抗系数之和;Q ---- 干线水带内的流量,L/ s 。
同型、同径水带并联系统压力损失计算:流量平分法公式:Hd =hd1 + hd2 + hd3 +•••+ hdn 或Hd= S 总(Q/ n)2式中:H ——并联系统水带的压力损失,104 Pa ;hdl、hd2、hd3、hdn ------ 任一干线中各条水带的压力损失,104 Pa ;S 总――并联系统中任一干线中各条水带阻抗系数之和;Q ---- 并联系统的总流量,L/ sn ----- 并联系统中干线水带的数量,条。
阻力系数法公式:Hd=SQ2 或5总=S/ n2式中:H ——并联系统水带的压力损失,104 Pa ;S 总――并联系统总阻抗系数之和;Q 并联系统的总流量,L/ sS――每条干线的阻抗;n 并联系统中干线水带的数量,条灭火剂喷射器具应用计算掌握水枪的控制面积确定水枪数量计算方法水枪控制面积计算:f = Q/q 式中:f——每支水枪的控制面积,m2 Q 每支水枪的流量,L/ s ;q―― 灭火用水供给强度,L/ s • m2灭火用水供给强度一般为0.12 - 0.2 L/ s • m2 掌握根据燃烧面积确定水枪数量计算方法燃烧面积的计算公式:A=n R2式中:A——火场燃烧面积,m2R——火灾蔓延距离,m水枪数量的计算公式:N= A/f式中:N――火场需要水枪的数量,支;A——火场燃烧面积,m2F——每支水枪的控制面积,m2 了解水枪的控制周长计算方法按控制角计算水枪的控制周长:控制角为30o时,每支水枪的控制周长为:L枪=冗Sk e/ 180=7.85m式中:Sk——水枪有效射程,me——水枪控制角度。
高层建筑室内消火栓给水系统计算例子:某宾馆建筑有地上10层和地下室一层,该建筑地上第一层层高为3.3 m,其余层高均为3.0 m,其设计系统图如图1,计算消防水箱的储水量。
解:(1最不利点的确定通过系统图断最远点、最高点的消火栓1′为最不利点。
(2水枪喷嘴处所需水压查表,水枪喷嘴直径选择19mm ,水枪系数φ值为0.0097;充实水柱m H 要求不小于10m ,选m H =10m ,水枪实验系数f ∂值为1.20。
水枪喷嘴处所需水压k P a O mH H f H f H m m q 1366.13102.10097.01/(102.1-1/(2==⨯⨯-⨯=∙∂∙∂=(3水枪喷嘴的出流喷口直径19mm 的水枪水流特性系数B 为1.577。
/(5/(63.46.13577.1s L s L BH q q xh <=⨯==取q xh =5L/s则:2211515.85(1.577xh q q H m B ''=== (4水带阻力19mm 的水枪配65mm 水带,衬胶水带阻力较小,室内消火栓水带多为衬胶水带。
查表知65mm 水带阻力系数Z A 值为0.00172.水带阻力损失:m q L A h xh d z d 86.052000172.022=⨯⨯=∙∙=(5消防栓口所需的水压: 最不利点1ˊ消火栓口的水压O mH H h H H k d q xh 271.18286.085.151=++=++= (6水力计算本设计按不考虑自喷系统进行,则规范规定,室内消防流量不得小于20L/s ,消防竖管的最小流量为10 L/s 。
同时,消防竖管的布置,应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。
因此需要计算两根竖管的消防流量。
按规范规定每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定,但不应小于100mm 。
初步设计选择DN100。
管道局部水头损失,消火栓系统按管道沿程水头损失的10%采用。
初级消防设施操作员灭火救援基础理论题:水带系统水力计算一、单选1、当水带内流量为5.0L/s时,Φ80mm胶里水带的压力损失为()×104Pa。
A、0.375B、0.875C、1.5D、3.5答案:A2、下列水带系统的压力损失只能采用阻力系数法进行计算的是()。
A、同型、同径水带串联系统B、不同类型、不同直径水带串联系统C、同型、同径水带并联系统D、不同类型、不同直径水带串联系统答案:D3、下列水带系统的压力损失可采用流量平均法进行计算的是()。
A、同型、同径水带串联系统B、不同类型、不同直径水带串联系统C、同型、同径水带并联系统D、不同类型、不同直径水带串联系统答案:C4、下列水带系统中,属于水带串联和并联混合系统的是()。
A、利用消防车双干线供两支带架水枪B、利用消防车双干线供一支带架水枪C、消火栓利用两条水带供一支带架水枪D、消防车使用单干线利用分水器供水答案:D5、下列水带系统中,属于水带并联系统是()。
A、消防车利用双干线供两支带架水枪B、消防车利用双干线供一支带架水枪C、消防车使用单干线利用分水器供水D、消防车使用单干线供一支带架水枪答案:B二、多选1、水带的压力损失与()有关。
A、水带磨损程度B、水带接口材料C、水带内壁的粗糙度D、水带直径E、水带内的流量答案:CDE2、同型、同径水带并联系统压力损失计算可按()进行计算。
A、压力损失叠加法B、阻力平分法C、流量平分法D、阻力系数法E、流量叠加法答案:CD3、下列水带系统中,属于水带串联系统是()。
A、消防车利用双干线供两支带架水枪B、消防车利用双干线供一支带架水枪C、消火栓利用两条水带供一支带架水枪D、消防车使用单干线利用分水器供水E、消防车使用单干线供一支带架水枪答案:BC4、下列论述错误的是()。
A、同型、同径水带串联系统压力损失可按压力损失叠加法或阻力系数法进行计算。
B、同型、同径水带并联系统压力损失可按流量平均法或阻力系数法进行计算。
第三章给水排水管道系统水力计算基础本章内容:1、水头损失计算2、无压圆管的水力计算3、水力等效简化本章难点:无压圆管的水力计算第一节基本概念一、管道内水流特征进行水力计算前首先要进行流态的判别。
判别流态的标准采用临界雷诺数Re k,临界雷诺数大都稳定在2000左右,当计算出的雷诺数Re小于2000时,一般为层流,当Re大于4000时,一般为紊流,当Re介于2000到4000之间时,水流状态不稳定,属于过渡流态。
对给水排水管道进行水力计算时,管道内流体流态均按紊流考虑紊流流态又分为三个阻力特征区:紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。
二、有压流与无压流水体沿流程整个周界与固体壁面接触,而无自由液面,这种流动称为有压流或压力流。
水体沿流程一部分周界与固体壁面接触,另一部分与空气接触,具有自由液面,这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式,而排水管道大都采用无压流输水方式。
从水流断面形式看,在给水排水管道中采用圆管最多三、恒定流与非恒定流给水排水管道中水流的运动,由于用水量和排水量的经常性变化,均处于非恒定流状态,但是,非恒定流的水力计算特别复杂,在设计时,一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。
四、均匀流与非均匀流液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动,称为均匀流;反之,液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动,称为非均匀流。
从总体上看,给水排水管道中的水流不但多为非恒定流,且常为非均匀流,即水流参数往往随时间和空间变化。
对于满管流动,如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯,则管内流动为均匀流;而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时,管内流动为非均匀流。
均匀流的管道对水流的阻力沿程不变,水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算;满管流的非均匀流动距离一般较短,采用局部水头损失公式进行计算。
对于非满管流或明渠流,只要长距离截面不变,也没有转弯或交汇时,也可以近似为均匀流,按沿程水头损失公式进行水力计算,对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。
第二节水带系统水力计算一、了解水带压力损失计算方法每条水带的压力损失,计算公式如下:hd= SQ2式中:hd――每条20米长水带的压力损失,104 PaS ――每条水带的阻抗系数,Q――水带内的流量,L/ s注:1mH2O=104 Pa(1米水柱=104帕);1Kg/cm2=105 Pa(1千克/厘米2)二、了解水带串、并联系统压力损失计算方法同型、同径水带串联系统压力损失计算:压力损失叠加法:公式Hd=nhd式中:Hd――水带串联系统的压力损失,104 Pa;n――干线水带条数,条;hd――每条水带的压力损失,104 Pa 。
阻力系数法:公式Hd=nSQ²式中:Hd――水带串联系统的压力损失,104 Pa;n――干线水带条数,条;S――每条水带的阻抗系数;Q――干线水带内的流量,L/ s 。
不同类型、不同直径水带串联系统压力损失计算:压力损失叠加法:公式Hd =hd1+ hd2+ hd3+…+ hdn式中:Hd――水带串联系统的压力损失,104 Pa;hd1、hd2、hd3、hdn――干线内各条水带的压力损失,104 Pa 。
阻力系数法:公式:Hd=S总Q²Hd――水带串联系统的压力损失,104 Pa;S总――干线内各条水带阻抗系数之和;Q――干线水带内的流量,L/ s 。
同型、同径水带并联系统压力损失计算:流量平分法公式:Hd =hd1+ hd2+ hd3+…+ hdn或Hd=S总(Q∕n)²式中:Hd――并联系统水带的压力损失,104 Pa;hd1、hd2、hd3、hdn――任一干线中各条水带的压力损失,104 Pa;S总――并联系统中任一干线中各条水带阻抗系数之和;Q――并联系统的总流量,L/ sn――并联系统中干线水带的数量,条。
阻力系数法公式:Hd=S总Q²或S总=S∕n²式中:Hd――并联系统水带的压力损失,104 Pa;S总――并联系统总阻抗系数之和;Q――并联系统的总流量,L/ sS――每条干线的阻抗;n――并联系统中干线水带的数量,条灭火剂喷射器具应用计算掌握水枪的控制面积确定水枪数量计算方法水枪控制面积计算:f=Q∕q式中:f――每支水枪的控制面积,m²;Q――每支水枪的流量,L/ s;q――灭火用水供给强度,L/ s·m²;灭火用水供给强度一般为0.12-0.2 L/ s·m²。
掌握根据燃烧面积确定水枪数量计算方法燃烧面积的计算公式:A=πR²式中:A――火场燃烧面积,m²;R――火灾蔓延距离,m。
水枪数量的计算公式:N=A∕f式中:N――火场需要水枪的数量,支;A――火场燃烧面积,m²;F――每支水枪的控制面积,m²。
了解水枪的控制周长计算方法按控制角计算水枪的控制周长:控制角为30º时,每支水枪的控制周长为:L枪=πSkθ∕180=7.85m式中:Sk――水枪有效射程,mθ――水枪控制角度。
按控制角为60º时,每支水枪的控制周长为:L枪=πSkθ∕180=15.7m按控制角为30º-60º时,每支φ19mm水枪的控制周长约为8-15m按灭火用水供给强度计算水枪的控制周长:一般φ19mm水枪,有效射程不小于15m,流量为6.5L∕s。
每m周长的灭火供水量一般在0.4-0.8 L/ s·m²。
因此当灭火供水强度为0.4L/ s·m²,φ19mm水枪有效射程为15m时,每支水枪的控制周长为L枪=q枪∕q=16.25m 式中:q枪――φ19mm水枪流量,L∕s,q――灭火用水供水强度,L/ s·m²。
当灭火供水强度为0.8L/ s·m²,φ19mm水枪有效射程为15m时,每支水枪的控制周长为L枪=q枪∕q=8.125m 按灭火供水量为0.4-0.8 L/ s·m²时,每支φ19mm 水枪的控制周长为8-16m。
为方便应用和记忆,其控制周长可按10-15m算计处。
了解空气泡沫枪的泡沫估算量计算方法空气泡沫枪的泡沫量计算q泡=p2√H式中:q泡――泡沫枪的泡沫量L∕s,H――泡沫枪的进口压力,104 Pa;p2――泡沫流量系数。
掌握空气水泡沫灭火器具的控制面积计算方法空气泡沫灭火器具的控制面积计算A泡=q泡∕q式中:A泡――每个空气泡沫灭火器具的控制面积,m²;q泡――每个空气泡沫灭火器具的泡沫产生量,L∕s,q――泡沫灭火供给强度,L/ s·m²,掌握根据燃烧面积确定空气泡沫灭火器具数量计算方法根据燃烧面积确定空气泡沫灭火器具数量计算N=A/ A泡式中:N――火场需要泡沫灭火器具的数量,支;A――火场燃烧面积,m²A泡――每个空气泡沫灭火器具的控制面积,m²第三节消防车应用计算一、了解枝状管道流量及供水能力估算方法枝状管道内的流量估算公式:Q=0.5D²V式中:Q――枝状管道内的流量,L∕s;D――枝状管道的直径,英寸;V――消防给水管道内水的当量流速,m/s,当管道压力在10-30×10⁴Pa时,枝状管道V取1 m/s,环状管道V取1.5 m/s。
枝状管道的供水能力,估算公式:N=Q/Q车式中:N――枝状管道的供水能力,即能停靠消防车的数量,辆;Q――枝状管道内的水流量,L∕s ;Q――每辆消防车的供水量,L∕s。
二、掌握环状管道流量及供水能力估计方法环状管道的供水能力,估算公式:N=Q/Q车式中:N――环状管道的供水能力,即能停靠消防车的数量,辆;Q――环状管道内的水流量,L∕s ;Q――每辆消防车的供水量,L∕s。
三、了解水罐(泵浦)消防车的最大供水距离计算方法最大供水距离公式:Sn=(rHb-hq-H1-2)/hd式中:Sn――消防车最大供水距离,水带条数;r――消防车泵扬程使用系数,一般取值为0.6-0.8,新车或特种车为1。
Hb――消防车水泵出口压力,10⁴Pa;hq――水枪喷嘴处压力,10⁴Pa;H1-2――标高差,m;hd――每条水带的压力损失,10⁴Pa。
四、掌握水罐(泵浦)消防车的最大供水高度计算方法最大供水高度计算公式:H1-2= Hb- hq- hd式中:H1-2――消防车的供水高度,m;Hb――消防车水泵出口压力,10⁴Pa;hq――水枪喷嘴处压力,10⁴Pa;hd――水带系统的压力损失,10⁴Pa。
五、了解水罐(泵浦)消防车串联最大供水距离计算方法串联最大供水距离计算公式:Sn=(Hb-10-H1-2)/hd式中:Sn――消防车串联最大供水距离,水带条数;Hb――消防车水泵出口压力,10⁴Pa;10――消防车串联供水,应留有10×10⁴Pa的剩余压力;H1-2――标高差,m;hd――每条水带的压力损失,10⁴Pa。
六、掌握水罐(泵浦)消防车的控制火势面积计算方法消防车的控制火势面积计算公式:A车=Q车/q式中:A车――每辆消防车控制火势面积,m²;Q车――每辆消防车供水流量,L/s,火场上每辆消防车一般供水流量为10-20 L/s;q――灭火用水供给强度,L/s·m²。
七、了解泡沫消防车的最大供泡沫距离计算方法最大供泡沬距离计算公式:Sn=(Hb-50-H1-2)/hd式中:Sn――消防车的最大供泡沫距离,水带条数;Hb――消防车水泵出口压力,10⁴Pa;50――泡沫管枪进口压力,10⁴Pa;H1-2――标高差,m;hd――每条水带的压力损失,10⁴Pa。
八、掌握火场供水战斗车数量计算方法按水枪的控制面积确定战斗车数量计算公式:N=A/nf式中:N――火场供水战斗车数量,辆;A――火场燃烧面积,m²;n――每辆消防车供应水枪的数量,支,一般每辆消防出2-3φ19mm水枪;f――每支水枪控制的燃烧面积,m²。
按消防车控制火势面积确定战斗车数量计算公式:N=A/A车式中:N――火场供水战斗车数量,辆;A――火场燃烧面积,m²;A车――每辆消防车控制火势面积,m²。
按火场燃烧面积确定战斗车数量计算公式:N=Aq/Q车式中:N――火场供水战斗车数量,辆;A――火场燃烧面积,m²;q――灭火用水供给强度,L/s·m²;Q车――每辆消防车供水流量,L/s。
按火场用量确定战斗车数量计算公式:N=Q/Q车式中:N――火场供水战斗车数量,辆;Q――火场用水量,L/s;Q车――每辆消防车供水流量,L/s。
九、掌握火场泡沫消防车数量计算方法按泡沫消防车控制火势面积确定战斗车数量计算公式:N=A/A车式中:N――火场泡沫消防车数量,辆;A――火场燃烧面积,m²;A车――每辆泡沫消防车控制火势面积,m²。
按火场燃烧面积确定战斗车数量计算公式:N=Aq/Q车式中:N――火场泡沫消防车数量,辆;A――火场燃烧面积,m²;q――泡沫灭火供给强度,L/s·m²;Q车――每辆消防车泡沫供给量,L/s。
第七部分:消防通信第一节消防通讯的概述一、了解消防通信的概念与分类;消防通信是指利用有线、无线、计算机以及简易通信方法,以传递符号、信号、文字、图像、声音等形式表述消防信息的一种专用通信方式。
(一)、按技术组成可分三类:有线、无线、计算机通信。
有线通信是由消防有线通信设备与邮电线路中的消防专用通信线路组成的通信网。
是119报警的基本方式。
无线通信是利用无线电通信设备传递消防信息。
能够增加通信的有效距离,扩大通信信息的覆盖面,是火场与救灾现场通信的主要方式。
计算机通信是利用计算机技术处理与灭火救援战斗有关的信息、命令,是实现消防通信自动化的主要方式。
(二)、按作用可分为三类:报警、调度、救援现场通信。
报警通信:用于报告和接受火灾及其它灾害事故的报警。
调度通信:用于调集灭火救援力量和战斗所需的其他各种力量。
救援现场通信:用于灾害事故现场的通信联络和与调度指挥中心的联络。
二、掌握消防通信的任务与要求;消防通信的任务是;保障消防部队的各种信息的传递,重点是保障灭火救援作战指挥的信息传递。
具体内容如下:1、受理火警2、调度指挥3、现场通讯4、消防勤务通信公安消防部队是一支与火灾及其它各种灾害事故作斗争的军事化、专业化队伍。
它的任务性质和行动特点决定了对消防通信的要求:即迅速、准确、不间断。
第二节消防通讯指挥系统一、了解消防通信指挥系统的总体构成:由城市消防通信指挥系统和省消防通信指挥系统两大部分构成。
二、了解指挥系统技术构成的基本内容;(一)、城市指挥系统技术构成:报警受理子系统:其主要组成部分有消防用程控交换机,报警受理台、报警终端台及其应用软件。