4 【管,网计:算
—
4《.0.1《 管网起点是从干!粉储存容器输出【容器阀出口》算起单元独立系【统和:。组合分配系统—均如此计算管网起点!压力是干粉储存容器!的输出?压力管网起点压【力不应?。大于 2.5M【Pa ?是依据干粉储—。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: 21 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【
【4.0.4 为】使干:粉灭火系《统管道内干粉与驱动!气体:不,分离干?粉驱动气体二相【流要维持一定流【速,即,。管道内流量不得小】于允许最小流量 】Qmin依此等效】采用了?英国标准推荐数据】室内灭火装置和设备!·干粉系统》规范B?S 5306:p】t719《88:7给:。出对:应 DN《。25:管子的最小流量Qm!in为 1》.5k?g/s 《。DN25 管子的】内径 ?d,。 是 ?2,7mm 由》此得管径《系数
《
《其他国外标准—没提:供管径系数K—。D数:据,主张采用生产—。厂,家提供的《数据在搜集到的资料!中有两?。组数:据所得管径系数K】D值与本规定接近具!体如表 1 —所示 ?
《
】注① 取自》美国 Ansu【l 公司干》粉灭火系统,P4】1 对应气固比μ=!0.05《8 :
【② 取自日》本灭火设《备概论日本工业出】版社 ?1972 年版 P!270 ;或见【消防设备全书—陕西科学技术出版】社 1990— 年版 《P1263 对应】。气固比?μ=0.《04:。4,
《
?应该指出以上计算得!到的:是最大?管径值根据》需要:实际管径值应取比计!算值较小的恰—当数值经济流速时】管径值随驱动气体】系数μ而异当—μ=0.044 】。时经济流速时管径】系数KD=10~1!1 即其最佳管道】流量是允《许最小流量的 【4~5 倍另—外当厂家以》实测数据《给出:流量 (Q》)一管径 (d) !关系时?应,该采用厂家》提供的?数据实际《。管径应取《系列值
》
4—.0.5 》。 关于?管道附件《的当:量长度应该按厂家】给出的实测当—量长度值《取值:但目前实际还做不】到不给出数据又【无,法设计计算按周亨】达给出的《管道附件的当量长度!计,算式为L《。J=k×d》 其中是《k当量长度系—。数, (m?/mm?) ; 90°弯头!取 0?.040 三—通的直通部》分,取0.025 三】通的侧通《。部,分取 0.》075 下面一【同给出国外》管道附?件当:量长度数据做比较】。 ,(, 见表 《2)
】
【注① 东京》消防厅预防事—务审查·检》查基:。。准东京防灾指导协会! ,。1984《 年出版P436 !。 ,
:
《② 美国 Ansu!l公司干粉灭火系】。。统图表?。 7
—
③ 周亨达!主编:工程流体力学—。冶金工业出版社【 1995 —年出版? P12《4~135
】
显—然按周亨《达计算式计》算值误差《偏大而国外数据【是,在一定?驱,动气体系数下的【测定值考《虑到日本数据比 A!n,。sul 数据通用】性更好些暂》时,推荐该组日本数据作!为参考?值,
:。
?
4.《0.6 设—计管网时应尽量设计!成结构对称均衡【管网:使干粉灭火剂—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:对称度在土》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2《在系统中可以使用不!同喷射?率的喷嘴来调整管】网,的不均衡见》图 3
】
?。
注所】有喷嘴均以同一流】量喷射? : : 【 注?。喷嘴分别以 R,】2R 或 》。4R流量喷射
】
该计【算,式系等?效,采,用室内灭火》装置和设《备·干粉系》。统规范BS》。 5306》:pt?719887.2】 ,。规定
》
《应该指?出在调研中也见到】了非均衡系统但本】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?不对称的分界在【对称度所以后半句】采用“应”字 【
4【.0.7 国外标!准没提供压力损【。。失系数△《p/L 数据主张】。采用生?产厂家提供的数【据本计算式是依【据沿程阻力的计算】导出的?其推导过程如—下
:
《
根据?周,建,刚等人就粉体高浓度!气,。体输送进行的试验】研究:结果( 引自—周,建刚、沈熙身—、马恩祥等著—粉体高浓度》气体输送控制与【分配技术北京冶【金工业出版社 1】996 年》。出版 ?。P109~143】) 管道《中的压?力损失?。计算式为 》
【
式中△】p管:道中的压力损—失 (Pa) ;
!
,
△p—。q气体流《动引:起的压力损》失 (Pa) ;】
》
△pf气体【携,带的粉状《物料引起《的压力损失 (P】a) ;
【
,
λ《q驱动气体》的摩擦阻力系数; !
λf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) ; —
?。。。
,
υq管》道内驱动气体流动速!度 (m《/s)? ;
》
:
d管道内—径 (m)》 ;
—
L管段计算长!度 (?。m)
》
把—公式 (2) 和】。公,式 (3) 代人】公式: (:1) 并移项—得
】
》
式中△《p/L管段》单位长度《上的压力损失 【(Pa/m)
!
当μ=】0.02《。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,ρ,Q的表达式为 【
ρ【Q=(1《0pe+1)—ρq0?。
式中】。ρq0常《态下驱动气体密【度 (kg/—m,3) ;
!
pe计算管段】末端压力 (—MPa)( 表压】 ) ?
—。
驱动气体在管道】中的流速《 wq 可》由其体积流》量 QQv(QQv!=,μ×Q?/ρ:Q) 和管道—内,径 d 表》示即有
!
?
:
将(△p/L!) 以 MPa【/m 作单位—p,e以 MP》a 作单位 d 】以 mm 作单位整!理上述各《式并化?简得:
!。
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λ》q按:水力粗糙管的情【况,计算:即
》
λq》。=[1.14-【2,1g(△/d)]-!2
公】式来自周亨达主编】工程流?体力学北京冶金工业!出版社1995 年!出,。版 P120—
【
应该指出当厂【。家以实测《曲,线图给?出△p/L》 之值时应该采用】厂家提供的数—据,
4】.0.8《~4.0.10【 在公式 (【4.0.7》-1) 中取常温】下管道中驱动气体密!度, ρQ的表达—式为ρ?Q=(10P—。e+1)ρq0公】式中:Pe:为计算管《段末端?压,力按理说应该取【高程校正前》管段:平均:压力:Pp代替公式(【。4.0.7-—1) 中《Pe计算结果才【是△p/L的—真值可那时计算【管段首端压力P【b还是未知数无【法求得高程校正前】管段平均压力Pp
!
通过公式! (4.0.8【),。 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Pp真】值应:采用逐步逼近—法逼近误差当然是越!小越好?。公,式 (4.0.9】-2) 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P】b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【种计算顺序方—便选取干粉储存【容器当采《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【。 (△?p/L)i》时需:要用Pb《代替公?式, (4.0.7【1): 中的Pe
—
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—厶按镀锌《钢管取 0.39】mm( 《见周亨?达主编工程流体【力学北京冶金—工,业出:版社: 1995 年【出版P253—)
—。
[?例1:]已知末《端压力Pe=0.】15Mpa,干粉】输送速率Q=2kg!/s,d(DN25!)=27mm,管】段计算长《。度L=1m流向与】水平:面,夹角γ=-9—0°常态下驱—动气体密度ρq0=!1.165》kg/m3,干粉松!密度ρf=850】kg/m《3,,气固比μ=0.】044(如图4【所示:管段)
【
求管段》首端压力Pb
!。
,
,
解
《
,
》
—
即管—段首端压力为Pb=!0.156Mpa
!
:
[例2]【已知首端压力Pb】=0.4《8Mpa,干粉【输送速率Q=20k!g/s,d=(D】N65)=》。66mm,管—段计算长度L=60!m流向与水》平夹角?γ=0°常态—下驱动气体密度【ρq0=1.16】5,kg/m3干粉松】密度ρf《=850《kg:。/m:。3,气固比μ=0.!044(如图5【所示管?段)
—
求管段末端【压力Pe
—
《。解
【。
?
:。。
?
因为γ】=0 所以 LY×!sinγ=0— 即不需要高—程校正
!
即管段末端压力P!e=Pe'》+ 0 =0.2】785(《MPa) —
:
?
4.0.12【 , 管网内《干粉的残余量 【m,r的计算《式是按管网内残【存的驱动气》。体的质量除以—驱动:气体系数而推导出】来的管网《内,残存的驱动气体质量!为 ρQVD 当】Pp:以 M?Pa 作《单位时
【
,
PQ=《 (10p》p+1)《ρq0
》
《所以有?。 mr=《VD(10pp+1!)ρq0/μ
】
应该指出理!论上讲干《粉储:存容器内干粉剩【余量为
】
:ms ?=, Vc(10p0】 +: 1)ρ《q0/?μ
:
式中【Vc干粉储存容器】容积: (m3) 【。
但【此时Vc是》未,知数:;另外驱《动气:体系数?卢是理论上的—平均值实肛上对单元!独,立系统和组合分【。配系统中干粉需【要,。量最多的防护区【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,很小按公式 —(4.0.》12-2) —计,算得:到的管网内干粉【残余量已含很大【裕,度因此按 》。m+mr之值初【选一干粉《储存容器然后加【上厂商提供的—。。ms值作《为,mc:值,可以说够《安全
【
4.0.》14 ? 非:液化驱动《气体在储《瓶内遵从理》想,气体状?。态,方程所以可》。按公式 (》4.0.14-1)! 和公式 》(,4.0?.1:4-2)《 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—。状态方程所》以应按?。。公式(4.0.1】4-:3) 和公式 (】4 0.1—4-4) 计算驱】。动气体?储存量
】
4.0.15 】 清:扫,。管道:。内残存干粉》所需清扫气体量取 !10 倍管网—内,。驱动气体残》余量:为经验数据
】
当清扫气体采!用储瓶盛装时应【单独储存;若单位】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 48】h :。内完成?是,依据干粉灭火系统】应在 48h 【内恢复?要求规定的
【
,