喷淋水力计算.doc

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1、水力计算自动喷水灭火系统的水力计算主要是按照逐点计算法进展计算；这于原标准有很大区别。原标准是采用估算法进展计算的。计算方法：1、 确定喷头间距标准中给出了如下面所示的间距。这个间距是最大间距，也就是在0.1Mpa下的间距。喷水强度L/minm2正方形布置的边长m矩形或平行四边形布置的长边边长m一只喷头的最大保护面积m2喷头与端墙的最大距离m4681220注：1 仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定；2 货架内喷头的间距不应小于2m，并不应大于3m。很多设计者对这一点不是很了解，往往不管建筑物的实际尺寸，都一律套用这个距离，造成很多错误。对于一个建筑物，我们

2、在确定了危险等级后，要根据建筑物的实际尺寸来确定喷头间距，如我们确定了一个建筑物为中危险级，也既喷水强度为8 L/minm2由下列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就满足标准要求；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那么，喷头间距L= 当最不利点压力P=0.1Mpa时，L=；当最不利

3、点压力为0.05Mpa时，L=也就是说，在中危险级，也既喷水强度为8 L/minm2时，喷头间距在2.6m之间布置。我们实际布置时，考虑喷头间距与建筑物尺寸的与谐，距离端墙保证不大于间距的一半。比方上图，我们保证喷头间距的均匀相等后，假设间距为，距离端墙为，如下列图； 这个图根本框架就已经形成，下面我们确定作用面积2、 作用面积确实定根据喷规表，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； 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，那么该作

4、用面积的实际长边长度应大于或等于；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，如果不把第6个喷头划进来那么小于规定；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 那么作用面积的短边至少应为160/18=。按照图纸看，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。不符合标准，少了52平方米，那么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 符合标准要求；如下列图下列图我们确定了作用面积的周界，同时按照喷规

5、表中参考的管径进展了标注，这个标注只是暂时的，以后计算时要校核。3、最不利点喷头压力确实定最不利点的喷头当然是节点1喷头，喷规规定， 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标准表5.0.1与表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标准表5.0.1规定值的85；严重危险级与仓库危险级不应低于本标准表5.0.1与表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%标准规定的喷水强度，那么作用面积内的任何四个喷头都会满足这个要求，由此得出

6、q/L285%*8 L/minm2；又有那么P1、 水力计算水力计算目的：计算出系统总流量与系统总的压力损失，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/L4/(1000*3.14*d2)镀锌钢管管径mm1520253240507080100125150Kcm/L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/

7、d*L=0.0000107*(KC*Q)2/d*L=0.0000107* KC2*Q2/d*L=(0.0000107* KC2/ d)* Q2*L =A* Q2*Lhj管道局部水头损失mH2o；A管道比阻值；A=0.0000107* KC2/ dLd管件与阀门局部水头损失当量长度m。表 管道比阻值A管径mm253240506580100125150A Q以L2/s2计表 当量长度表m管件名称 管件直径mm25324050658010012515045弯头90弯头三通或四通蝶阀闸阀止回阀按照逐点法计算，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2

8、0%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那么，1#喷头流量Q1=K10P11/21/601/2*1/60=/S。2） 支管L1-2支管L1-2内的水流量Q1-2=Q1=/S那么支管L1-2的水力损失h1-2=A*L*Q22=0.01397Mpa=1.397 mH2o支管L1-2内的管流速V1-2=Kc*Q=1.883*1.033=/s5m/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 mH2那么，2#喷头流量Q2=K10P21/21/601/2*1/60=/S。4） 支管L2-3由

9、于支管L2-3内的水流量Q2-3=Q1+Q2=/S+/S=/S那么支管L2-3的水力损失h2-3=A*L*Q22=0.01338Mpa=1.338 mH2o支管L2-3内的管流速V2-3=Kc*Q=1.054*2.18=/s5m/s 5） 3#喷头由于3#喷头的工作压力P3= P2+ h2-32o那么，3#喷头流量Q3=K10P31/21/601/2*1/60=/S。6） 支管L3-4由于支管L3-4内的水流量Q3-4=Q1+Q2+Q3=/S+/S+/S=/S那么支管L3-4的水力损失h3-4=A*L*Q22=0.033Mpa=3.3 mH2o支管L3-4内的管流速V3-4=Kc*Q=1.05

10、4*3.426=/s5m/s 7） 4#喷头由于4#喷头的工作压力P4= P3+ h3-4=0.0874+0.033=0.12 Mpa=12mH2o那么，4#喷头流量Q4=K10P41/21/601/2*1/60=/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+/S=/S那么支管L4-5的水力损失h4-5=A*L*Q22=0.03189Mpa=3.189 mH2o支管L4-5内的管流速V4-5=Kc*Q=0.796*4.886=/s5m/s 9） 5#喷头由于5#喷头的工作压力P5= P4+ h4-52o那么，5#喷头流量Q5=K10P51/21/60

11、1/2*1/60=/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+/S=/S那么支管L5-6的水力损失h5-6=A*L*Q22=0.01417Mpa=1.417 mH2o支管L5-6内的管流速V5-6=Kc*Q=0.471*6.5298=/s5m/s 11） 6#喷头由于6#喷头的工作压力P6= P5+ h5-62o那么，6#喷头流量Q6=K10P61/21/601/2*1/60=/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+/S=/S那么支管L6-7的水力损失h6-7=A*L*Q22=0.011

12、3056Mpa=1.13056 mH2o支管L6-7内的管流速V6-7=Kc*Q=0.471*8.25=/s5m/s 13） 节点7由于P7= P6+ h6-72o那么，节点7流量Q7=Q6-7=/S。当知道节点7的压力与流量时，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= K1-710P71/21/60且Q1-7=Q7=/S；P7带入上式，得K1-714） 这样下两个支管的特性系数K值均与K1-7=371.73一样，我们把上图简化如下15）

13、管路L7-8Q7-8=Q7=/S那么h7-8= A*L*Q22=0.0226Mpa=2.26 mH2oV7-8=Kc*Q=0.471*8.25=/s5m/s 16） 节点8由于P8= P7+ h7-8=0.17731+0.0226=0.2 Mpa=20mH2o那么，节点8流量Q8= K810P81/21/60= K1-710P81/21/60=371.73*21/2*1/60=/S17） 管路L8-9Q8-9=Q7+Q8=/S+8.76=/S那么h8-9= A*L*Q22=0.025Mpa=2.5 mH2oV8-9=Kc*Q=0.284*17.01=/s5m/s 这时，管流速已经接近经济流速了

14、，一般这个时候就要将该段管径提高一级，将阻力与流速降下来，但为了使大家最后看到不合理的位置，所以我不改变标准建议的管径，继续计算下去。18） 节点9由于P9= P8+ h8-92o那么，节点9流量Q9= K910P91/21/60= K1-710P91/21/2*1/60=/S19） 各个节点流量之与就是该系统的计算流量QJ=Q7+Q8+Q9=/S我们假设由节点9到水流指示器前节点11的长度为30m，那么h9-11= A*L*Q22*30=0.2425Mpa，V9-11=Kc*Q=0.201*26.3=/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标准规定的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*Q22*30=0.055487Mpa，V9-11=Kc*Q=0.115*26.3=/s5m/s符合标准要。20） 假设该建筑物最不利点距离水泵出口高程为25米那么竖向干管损失为hs= A*L*Q22=0.04624Mpa=4.624 mH2o竖向水力损失Hs=25 mH2o+4.624 mH2o=29.6 mH2221那么水泵扬程为H=Hj+Hy=0.7153Mpa=72m，流量Q=/S=27L/S这里省略了阀门、水流指示器等水力损失。第 15 页