Coeficienții furtunului de incendiu explicați: valorile pierderii prin frecare și presiunea reală a pompei

Doi operatori de pompă ajung la aceeași clădire cu trei etaje și curg aceeași duză la aceeași setare. Unul deține aproximativ 50 psi mai mult pe indicatorul de descărcare și niciunul nu poate explica de ce. De cele mai multe ori răspunsul nu este pompa și nici motorul. Este furtunul și în mod specific coeficientul care îi este atribuit.

Iată mai întâi concluzia. Un coeficient de furtun de incendiu este un singur număr care descrie cât de multă presiune consumă o secțiune de furtun de 100 de picioare atunci când apa trece prin el cu 100 de galoane pe minut. Înmulțiți acest număr cu pătratul debitului și cu lungimea în sute de picioare și aveți pierderea prin frecare. Fiecare diagramă, comandă rapidă de câmp și argument despre linii de atac de 1,75 inch față de 2 inch crește din acea relație.

Consecința practică este simplă. Dacă nu cunoașteți coeficientul furtunului pe care îl transportați efectiv, ghiciți la presiunea pompei. Această presupunere este valabilă până când linia devine lungă, debitul crește sau furtunul se îmbătrânește.

Ce vă spune de fapt un coeficient de furtun

Formula de pierdere prin frecare folosită în serviciile de pompieri nord-americane este suficient de scurtă pentru a fi memorată. FL este egal cu C înmulțit cu Q pătrat înmulțit cu L. FL este pierderea prin frecare în psi. Q este debitul în sute de galoane pe minut, deci 250 gpm devine 2,5. L este lungimea în sute de picioare, deci 200 de picioare devin 2. C este coeficientul și este singurul termen din ecuație care descrie furtunul în sine, mai degrabă decât modul în care îl utilizați.

Acest lucru contează pentru că debitul și lungimea sunt decise la panoul pompei, în timp ce coeficientul este o proprietate a furtunului așezat în pat. Poartă diametrul interior, starea căptușelii, rugozitatea jachetei apăsând pe apă și turbulența creată la fiecare îndoire și cuplare de-a lungul liniei.

Două linii etichetate ambele 2,5 inci pot conține coeficienți diferiți. Furtunul nou căptușit cu cauciuc și furtunul vechi de cincisprezece ani de aceeași dimensiune nominală nu se comportă la fel, chiar și atunci când imprimarea pe jachetă este identică.

Valori standard ale coeficientului în funcție de dimensiunea furtunului

Majoritatea materialelor de instruire din Statele Unite folosesc valorile publicate de IFSTA și Academia Națională de Pompieri. Sunt un punct de plecare rezonabil și sunt citate suficient de larg încât toată lumea de pe terenul de incendiu să lucreze din aceleași numere.

Ultimele două coloane arată ce face coeficientul în practică. Dublarea fluxului nu dublează pierderea, o înmulțește cu patru, deoarece Q este pătrat. O linie de 2 inchi la 200 gpm pierde 32 psi la suta de picioare, în timp ce aceeași linie la 100 gpm pierde doar 8 psi.

Un exemplu lucrat pe care îl puteți repeta pe terenul de foc

Luați 200 de picioare de furtun de 2 inchi care curg 250 gpm. Q este 2,5, L este 2 și C este 8.

FL este egal cu 8 x 2,5 x 2,5 x 2, ceea ce înseamnă 100 psi.

Acum adăugați restul sistemului. O duză de ceață evaluată la 100 psi are nevoie de 100 psi la vârf. Trece picioare de înălțime costă aproximativ 4,3 psi, așa că o duză de la al treilea etaj adaugă aproximativ 13 psi. Un ye sau un distribuitor adaugă încă 10 până la 25 psi, în funcție de aparat și de debit.

Presiunea de refulare a pompei este egală cu 100 plus 100 plus 13 plus 10 sau 223 psi.

Treceți la furtun de 2,5 inchi și aritmetica se schimbă complet. Aceeași 250 gpm peste aceleași 200 de picioare pierde 2 x 6,25 x 2 sau 25 psi. Aceasta este o economie de 75 psi pe o singură linie și este cazul întregului furtun cu diametru mare într-un singur calcul.

Unde coeficientul începe să se deplaseze

Tabelele publicate presupun un furtun nou, curat, complet căptușit. Furtunul de câmp este diferit și mai mulți factori împing pierderea reală peste valoarea tabelului.

• Vechimea furtunului și starea căptușelii. Separarea căptușelii, mucegaiul și abraziunea cresc toate rugozitatea efectivă. O penalizare de douăzeci la sută pe o linie mai veche de 1,75 inchi nu este neobișnuită.
• Diametrul interior real. Dimensiunile nominale sunt aproximative, iar pierderea de presiune se scalează aproximativ cu inversul puterii a cincea a diametrului, astfel încât un furtun ușor subdimensionat costă mai mult decât se așteaptă majoritatea operatorilor.
• Temperatura apei. Apa rece este mai vâscoasă și necesită câțiva psi în plus pe o linie lungă.
• Aspect. Îndoirile, îndoirile strânse în jurul colțurilor și furtunul prins sub o ușă se comportă ca o lungime suplimentară care nu apare niciodată în măsurarea dvs.

Punctele de conectare merită propria lor notă. Un cuplaj corect adaptat adaugă o mică pierdere locală, iar o îmbinare asamblată cu o garnitură răsucită sau un cap parțial așezat adaugă considerabil mai mult. O garnitură pliată arată pe manometru ca o problemă de coeficient chiar și atunci când furtunul în sine este în regulă. Asamblarea corectă este tratată în acest ghid pentru cum ar trebui conectată o îmbinare a furtunului de incendiu .

Cum cuplajele, adaptoarele și aparatele adaugă pierderi ascunse

Fiecare dispozitiv dintre pompă și duză are o pierdere proprie, iar metoda coeficienților nu o include. Tabelul descrie furtunul. Nu spune nimic despre hardware-ul înșurubat la capete.

Adaptoarele provoacă cele mai multe surprize. Trecerea de la un standard național la altul, de exemplu, rularea unei linii Storz într-o admisie Machino, necesită un adaptor cu geometrie internă proprie. Un adaptor bun este scurt, neted și cu orificiu complet. Un sărac coboară pe secțiune transversală, iar treapta aia se comportă ca o lungime de furtun mai mic. Pe o linie de alimentare de 500 gpm, un adaptor care îngustează orificiul cu un sfert de inch poate costa mai multă presiune decât 50 de picioare din furtunul de care este atașat.

Regula practică este să alegeți un adaptor al cărui orificiu să se potrivească cu cel mai mic dintre cele două furtunuri și să evitați stivuirea a două adaptoare acolo unde unul va face.

Cuplaje adaptoare Storz – Machino tată pentru conversia interfeței standard Cuplajele adaptoare Machino tată se conectează sau se convertesc între standardele de montare; selectați orificiul pentru furtunul mai mic și evitați stivuirea adaptoarelor acolo unde unul este suficient. Vizualizare produs →

Reguli de câmp care mențin matematica sinceră

Odată ce ideea coeficientului este clară, o mână de reguli acoperă majoritatea situațiilor reale.

1. Scrieți suma. Presiunea de refulare a pompei este egală cu presiunea duzei plus pierderea prin frecare plus înălțimea plus pierderea aparatului. Un termen lipsă este cea mai frecventă cauză a unui flux slab.
2. Respectă pătratul. Orice modificare a debitului mută pierderea prin frecare cu pătratul raportului. Ridicarea unei linii de la 150 la 200 gpm crește pierderea cu aproximativ 78 la sută.
3. Împărțiți linii paralele înainte de a calcula. Două linii egale siamese transportă fiecare jumătate din debitul total și fiecare pierde un sfert din presiunea unei singure linii care transportă debitul complet ar pierde.
4. Păstrați un coeficient de lucru pentru fiecare tip de furtun din inventar, nu doar pentru fiecare dimensiune.
5. Recalculați după orice schimbare hardware. Un nou aparat, duză sau adaptor schimbă sistemul, nu doar furtunul.

Alegerea duzei aparține acestei aritmetici deoarece duza stabilește debitul. O duză care este ușor de pompat în exces sau una care permite operatorului să schimbe debitul fără a spune nimănui de la panou, mută termenul de pierdere prin frecare mai mult decât orice altă decizie. Modelele ajustabile cu setări de debit clar marcate elimină cea mai mare parte a acestei ambiguități.

Duză reglabilă-Storz de stingere a incendiilor cu control al debitului și modele de pulverizare Duza reglabilă pentru stingerea incendiilor oferă mai multe modele de pulverizare, supapă de pornire/oprire rapidă, utilizare fără recul și compatibilitate cu mai multe interfețe; setările de flux marcate ajută la reducerea ambiguității panoului. Vizualizare produs →

Hardware care păstrează predictibilii matematici ai coeficientului

Există o limită la cât de mult din acest lucru puteți remedia din panoul pompei. Restul trebuie să fie încorporat în hardware și aici își câștigă controlul alezajului și toleranța de fabricație.

Un cuplaj care menține un orificiu complet adevărat, are o tranziție internă lină și are o garnitură care se așează fără pliere dă o pierdere apropiată de valoarea teoretică a diametrului său. Un cuplaj care este subdimensionat, deformat sau prevăzut cu o turnare brută adaugă o cădere de presiune pe care nicio diagramă nu o va prevedea.

Acesta este și motivul pentru care familiile de cuplare standardizate contează. Un cap Storz, un cuplaj Machino, un filet NH sau un cuplaj John Morris au fiecare un alezaj și un profil definite, astfel încât un inginer poate calcula sistemul și se poate aștepta ca hardware-ul să se potrivească cu calculul. Amestecarea standardelor este uneori inevitabil, dar ar trebui să fie făcută cu un adaptor special conceput, mai degrabă decât cu un teanc de fitinguri improvizate.

Pe liniile de alimentare și relee cu diametru mare, termenul de coeficient domină întregul calcul al presiunii pompei, astfel încât diferența dintre un cuplaj bine prelucrat și unul marginal apare direct pe manometru. Dacă scăderea presiunii pe acest tip de linie este preocuparea, merită discutând despre aspect cu furnizorul înainte de comandă, mai degrabă decât după primul foraj.

Cuplaj Storz pentru furtunuri de incendiu mari pentru linii de alimentare și relee Cuplaj Storz mare pentru liniile de alimentare și relee; atașament pentru țeavă de evacuare zimțată sau cu nervuri, dimensiuni DIN până la 12 inchi, materiale personalizabile și niveluri de presiune. Vizualizare produs →

Coeficienții furtunului de incendiu nu sunt complicati. Sunt un număr pe tip de furtun, aplicate printr-o formulă cu trei termeni. Ceea ce necesită experiență este să știi când acel număr nu mai este adevărat, ceea ce este de obicei atunci când furtunul este vechi, diametrul nu este ceea ce pretinde mantaua sau hardware-ul dintre pompă și duză limitează în liniște debitul.

Obțineți coeficientul potrivit pentru furtunul pe care îl transportați de fapt, adăugați cu sinceritate termenii duză, înălțime și aparat, iar presiunea pompei nu mai este o presupunere. Indicatorul vă va surprinde în continuare ocazional, dar vă va surprinde dintr-un motiv pe care îl puteți găsi.