》 4 ?管网计算
》
,。
4.2 管网起!。点是从超细干粉【灭,。火剂贮存容器输【出,阀出口算起单—元独立系统和—组合分配系统—均如此计算管网【起点压力《不应大于2.5M】Pa 是依据超【细,干,粉灭火剂《。贮存容器《的设计压力确定【的管网最不利点所】要求的压力是依【据喷头工作压—。力规定的这里等效采!用了日本《标准日本消防法【施行规则第2—1 条§1 指出喷!头工作压力不应小】于0.?1MPa
【 注》本规范压《力取值除《特别说明外均指表压!
4.4! 本条推荐》了管道内《径的计算《方法为管道内径【选用提供了》计,算的数据《本,计算公?式参考了《干,粉灭火?。系,统设:。计规范G《B, 5:034?7的计算公式—并做:了大量的实验—在规定的管道起点压!力范围内超》细干粉灭火剂在【DN25管子的输】送速率?。Q约为1.3kg】/sDN《25管?子,的,内径d是27mm由!此计算出管》。。径系:数Kd:
》
,
应该指!出上述公式计—算得到的是最大管径!值根据需要》实际管?径值可取比计算值较!小的恰当数值—。经济流速时管—径,随驱:动,气体系数μ而—异当:μ=:0.044 时经】济流速的《管,径系数Kd =1】0~1?1,。即其最佳《管道输送速率可以是!输送速率的4~【5,倍另外当厂家以实】际数:据给出输送速—。率(Q?)与管径(d)关系!时宜采用厂家—提供:的数据
【
4.6 —设计管网时应—尽量设?计,成结构对称均衡【管,网使:超细干?粉灭火剂均匀分【布,于,防护区内但》在实践中不可能做】到管网结构绝—对精确对称布置【只要对称度在—±5%范围内就可】以认为是《结构:。对称均衡管网可实】现,喷粉的有效均衡见图!1在实际应用中可】以,使,用不同喷《射率的喷《头来调整管网—结构的不对称性【实现系?统均衡见图》2
?
图1 》结构对称的均—衡,系,。。统
:
】
图2 结构不【对称均衡系统
【
本规范】计算公式20—系等效采用室—内灭火装置和设备·!干粉系统规范—BS 530.6p!t7-1《988§7》.2 规《定应该?指,出,在实用中也有】非均衡系《统但本规范主—张管网应尽》。量设计成对》称分流的均衡系【统所以前半句采用】“宜”字;均衡【系统可以是对称结构!也可以是不对称结】构结构对称》与,不对称?分界在对称度所以后!半句采用“》应”字
《
4】.7 ?本条推荐的管网中各!管,。段长度?上,的,压力损失计》算,公式21 及计【算公式22》等效:采用:了干粉灭火系统设】计,规范:GB 503—47:中的计算公》式本计算公》。式是依据《沿程阻力的》。。计算导出其推导【过程如下
!。 管道中《的压力损失计—算式为
【式中Δ?p管道中的压力损失!(Pa);
【。 《。 Δpq【。气流流动《引起的?压力损失《(Pa)《;
! Δ?pf气体《携带的粉状物料【引起的压力损失(P!a);
《
!λq驱动气体—的摩擦阻力系数【;
! λf超细干粉的!摩擦阻力系数;
】
】 μ 驱《动,。气体系数;
—
: ,。 》。 ,ρq管?道内驱动《气体密度(kg/】m3);
【 , v 】q,。管道:内驱动气体》。流动速度(》m/s);
【 》。 d 管道内径!(㎜);
— 》 L 管段计算!长度(m)
! 把?。公式(2)和公式(!3,)代入公式(1)并!移项得
式中!Δp/L管段单【位长度上《的压:力损:失(P?a/m);
】 当μ=0.】0,2,86~?0,.143 时—,有
式【中g 重力加速【度(m/s2—)取9.81
! 在—常温:下得管道中驱动【气体密度ρQ的表】达式为?
《式中pq0》常态:下驱动气体》密度(kg》/m3);
—。
【 p?e 计算管》段末端压力(—MPa)(表压)】
: , 驱动气—体在管道中的流速】vq可由其体积流量!Q,qv:(Qqv=μ×【Q/pq)》和管道内《径d表示即有
【
将】。(Δp/L)以【M,Pa/?m 作单《位,p?e以MPa —作单位,《。d以mm作》单位:,整理上述各式并简!化得
! 由于气固二相【流体在管道中的流】速很:大所以沿程阻力【损失系数《λq按水力粗糙【管的情况计算即【
》
4.3 【4.8~4》.10在本规—程计算公式21中取!常,温下管道中驱—。动气体密度》ρ,q 的表达式为【:ρq = (10!pe +1)ρq】0公式中《pe为计《算管道末端压力应】该取高程《校正前管道平—均压力?。pp代替公式21】中p:e计算结果才是Δ】p/L的真值—可那时计算管段首】端压力pb还是【未知数无法求得高】程校:正前管?。段平均压力Pp
! , 通过【计算公式23 已估!算出高?程校:正前:管段首端压》力故可估《算出高?程校正前管段—平均压力Pp—为求得高程校正前】管段首端压力pb】真值宜采用逐步逼】近法逼?。近误差越《小越:。好本规程计算公【式,。25 已满足工【程要求
!管道:节点压力计算有两种!计算顺序一种是从】后向前计算顺序【已知:管段:末端压力《pe求管段首端【压力pb《这种:计算顺序的》优点:是避免能源浪费;另!一,种是:从前向后计》算顺序已知管段首】端压:。力pb?求末:端压力?pe 这种计算顺序!的优点是方便选取】超细干粉贮》罐当采用从前—向后计?。算顺序?时对:以上计算式移项【。处理即可
! 另外注意当采!。用上式?计算时?求取(Δp/L)】i,。时需:要用pb代替式2】1中的p《e 为了使》设计:。者,掌握该?节点压力计算方法下!面举例说《明其中管壁绝对粗糙!度Δ按镀锌钢管取】。0.39《mm
【 例1 已知管!段末端压力pe 求!。管,段首端压力p—b
】已知如?图所示?管段:末端压力《pe=0《.1:5MPa, 输送速!率,Q=2kg/s, !d(:。D,N25)=27mm! ,管段计?算长度L=1m, !流向与?水平面夹角γ—=-90《°常压下驱》。。动气体密度ρq0】=1.?165 g/m3,!。超细干粉灭》火剂:松,密度p?f=5?00kg/m—3, 气固》比,μ=0.06(如图!3 所示《管段:),
求【管段首端压力p【b,
,。
,
图3 竖直管段!
解【
,
? 《初次估算得
! 一》次逼近?得
【。 即高程校正前】管段:首端压力《pb′=0.15】527MP》a
《
高程【校正后
【。 即》管段首端压力pb=!0.1?547MP》a
】[,例2]已知首端压】力pb=0.—48:MPa超细干粉输】送速率Q=1—3kg?/sd(DN65)!。=66 mm管【段计算?长,度L=60m流向与!水平:面夹角γ=0°【常,态下驱动气体密【度ρq0=1.16!5kg/m3,超】细干粉灭《火剂松?密度ρf=5—00kg/ m3,!气固比?μ=0.0》6(:。如图4 《所,示管段)《
: 求》管,段末:端,压力pe
》
?图4 ?水平管段
》。
解
【
初次!估算:得
【 一次逼》近得
?
》 二》次逼近得
! 因为γ=0所!以Ly×sinγ】=0即不需要高程校!正
《 , 即管《段末端压力》pe=pe′+0】=0.?3315(M—Pa)
》
4.4 —4.12中管道内超!细干粉的剩余量【mr的计算》式是按管《道内残存的驱动气】。体的质量除以—。驱动:气体系数而推导出】来的管道《内残存?的驱动气体质量为】ρqVd 当P【p以MP《a作单位《时
:
ρq=(10p】p+:1)ρq0
【 《所以有
《
:mr=Vd(—10:。。Pp+1)ρq0】/μ
》 应该指出【理论上讲灭火贮罐内!超细干粉剩余—量为:
ms=V!c(10《po+1)ρq【0,/μ
— 式中?:Vc超细干—粉贮:罐容积(m3)
! 《 但此时Vc【。,/是未《知数;另外》驱动气体系数—μ是理论《上的平均值实际上对!单,元独立系统和—组合分配系》统中超?细干粉需要量最大】的,防护区或《保护对象来》说到喷射时间终了时!气,固二相流中含粉量】。已很小按计算公【式(4.0》.12-《2)计算得到的管】道内超细干粉剩【余量已含《一定裕度《因此按m+mr之值!初选一?超细干粉贮存容【器用厂商提供的m】s,来计算mc值应符合!实际应用的需要【。
【 ,4.:5 4.14—中非液?化驱动气体在—储瓶内遵从理想气】体状态方《程,所以可按《计算:。公式:33 ?和计算公式3—4 计算驱动—气,体储存量液化驱动】气体:在储:瓶内不遵从理想气体!状态:方程:式所以应按计—算,公式:35和计《算公式36 —计算驱?动气体储存量
【
?
《4,.,6 4.15清【扫管道?内残存超细干粉【所需清扫《气体量取《10 倍《管网内驱动气体剩余!。量为经?验数据当《清扫气体《采用储瓶《充,装时应单独储—存;若另有清—。扫气体气源采用【管道供?气则不受此限制【 要求清扫》。工作在4《8h 内完成是依据!超细干粉灭》火系统必须》在,4,8,。h 内?。恢复要求规定的
】
,