3.5. Подача воды на тушение пожара при помощи гидроэлеваторных систем

Гидроэлеваторные системы для забора и подачи воды на пожаротушение с глубин, превышающих допустимую высоту всасывания центробежных насосов, или из водоисточников с неудовлетворительными подъездами к местам водозабора могут комплектоваться по различным схемам. В качестве примера рассмотрим гидроэлеваторную систему, показанную на рисунке 3.7.

Всасывающий рукав 6, присоединенный к всасывающему патрубку насоса пожарной автоцистерны 1, опускается в цистерну. Подводящая рукавная линия 2 одним концом подсоединена к напорному патрубку насоса, а вторым − к входному соединению гидроэлеватора 4. Отводящая рукавная линия 5 подсоединяется к выходному соединению гидроэлеватора и опускается через люк в цистерну.

Напор перед гидроэлеватором Н₁ (рис. 3.7) может быть определен из выражения

Н₁ = Н_н + Н_г + Н_погр – h_подв , (3.32)

где Н_н – напор на насосе; Н_г – геометрическая высота подъема воды от уровня в водоеме до горловины цистерны; Н_погр – глубина погружения гидроэлеватора под уровень; h_подв – потери напора в подводящих рукавах.

Напор на выходе гидроэлеватора Н₂ (рис. 3.7) равен

Н₂ = Н_г + Н_погр − h_отв,

где h_отв – потери напора в отводящих рукавах.

Из выражения (3.32) напор на насосе определяется как

,

где Н_г и Н_погр − для рассчитываемой гидроэлеваторной системы величины известные.

От второго патрубка насоса прокладывается магистральная линия 7 и рабочие рукавные линии 9 к пожарным стволам 10. Насос приводится в действие и степенью открытия вентилей на напорных патрубках насоса регулируется подача воды к пожарным стволам и гидроэлеватору таким образом, чтобы был обеспечен расчетный расход воды на пожаротушение через пожарные стволы Q₂ (эжектируемый расход), а рабочий расход воды, поступающий на гидроэлеватор, соответствовал величине Q₁. При этом уровень воды в цистерне по истечении некоторого времени работы насоса и после дополнительной регулировки вентилей должен установиться и быть постоянным.

Рис. 3.7. Схема забора воды гидроэлеваторной системой из естественного водоема:

1 – автоцистерна пожарная; 2 – подводящие пожарные рукава; 3 – водоисточник; 4 – гидроэлеватор; 5 – отводящие пожарные рукава; 6 – рукав пожарный всасывающий; 7 – магистральная рукавная линия; 8 – разветвление рукавное трехходовое; 9 – рабочие рукавные линии; 10 – стволы пожарные ручные

Одной из основных задач расчета гидроэлеваторной системы является определение напора на насосе при заданном расходе воды на пожаротушение, геометрических параметрах гидроэлеваторной системы и технических характеристиках используемого гидроэлеватора.

Напор перед гидроэлеватором можно выразить через величину напора на выходе из него, используя значение коэффициента подпора , которое является величиной паспортной для каждого типа гидроэлеватора, то есть

. (3.33)

Для гидроэлеватора Г– 600А коэффициент подпора  = 0,21.

Потери напора в подводящих рукавных линиях определяются из выражения

h_подв = n_подв S_подв Q²₁, (3.34)

где n_подв – количество рукавов в подводящей линии; S_подв – сопротивление одного рукава; Q₁ – расход воды, поступающий от насоса к гидроэлеватору.

Величина расхода воды Q₁ устанавливается в зависимости от эжектируемого гидроэлеватором расхода Q₂, который необходимо подавать на стволы

,

где α – коэффициент эжекции (для гидроэлеватора Г– 600А α = 1,1).

Потери напора в отводящих рукавах составят

h_отв = n_отв S_отв Q²_{2 сист}, (3.35)

где n_отв – число рукавов в отводящей рукавной линии; S_отв – сопротивление одного рукава; Q_сист = Q₁ + Q₂; Q₁, Q₂ соответственно рабочий и эжектируемый расходы воды, поступающей через отводящие от гидроэлеватора рукава в цистерну.

Таким образом, выражение (3.32) позволяет аналитически определить требуемый напор насоса пожарной автоцистерны для обеспечения расчетного расхода воды на пожаротушение выбранной гидроэлеваторной системой с учетом конкретных условий водозабора.