Из круглого отверстия в тонкой стенке

Сжатие струи. Гидравлический смысл термина «тонкая» стенка не связан с представлением о фактической толщине самой стенки. Имеется в виду, что края отверстия представляют собой острую кромку, причем толщина стенки не влияет на форму струи.

При истечении жидкости через отверстие в тонкой стенке  траектории частиц жидкости в самом отверстии будут непараллельными. На некотором удалении от плоскости отверстия, примерно на расстоянии, равном 0,5 й, кривизна струек уменьшается, они становятся почти параллельными. Одновременно значительнее уменьшается сечение струи. Наиболее близко расположенное к отверстию сечение , в котором движение приобретает параллельно-струйный характер, называется сжатым сечением.

Обозначим площадь сжатого живого сечения струи. Отношение со к площади отверстия со называется коэффициентом сжатия и обозначается е сжатие струи, протекающей через отверстие, является полным, если оно происходит по всему периметру отверстия, т. Е. Со всех сторон вытекающей струи. Если сжатие происходит не по всему периметру, то оно называется неполным. Сжатие струи называется совершенным, если вблизи отверстия нет дна, стенок или свободной поверхности жидкости, влияющих на характер истечения. Совершенное сжатие наблюдается лишь в тех случаях, когда расстояние от стенок до отверстия   больше утроенного диаметра отверстия. Если установленные выше условия не соблюдаются и отверстие находится на более близких расстояниях от боковых стенок, сжатие называют несовершенным.

Различают истечение через малые и большие отверстия. Принято считать, что малым отверстием называется такое отверстие, диаметр которого в 10 раз меньше уровня егозаглубления в жидкости. В дальнейшем будем рассматривать истечение из малого отверстия как наиболее часто   встречающееся   в пожарной   практике.

Исследование причин аварий

Разрушения в результате коррозии стенок труб чаще всего возникают на стальных трубопроводах и реже  на чугунных. Наибольшее число аварий стыковых соединений происходит в глинистых грунтах при их оседании и значительно меньше  в насыпных. Разрушения водопроводов от термических напряжений чаще всего происходят осенью. Большое число аварий является следствием гидравлических ударов, вызывающих разрушение стыковых соединений и образование продольных трещин.

Исследование причин аварий на водоводах в одном из промышленных районов показало, что 83% их произошло от гидравлических ударов и лишь 17%  от внешних разрушающих сил. Особенно опасен гидравлический удар в длинных трубопроводах, в которых движутся большие массы жидкости со значительными скоростями. В этом случае гидравлический удар может привести.к повреждению мест соединений отдельных труб (стыки, фланцы, раструбы), разрыву стенок трубопровода, поломке насосов и т. П.

При водопроводе высокого давления

В этом случае на гидрант устанавливается пожарная колонка, к которой присоединяются пожарные рукава. В водопроводе высокого давления напор, необходимый для тушения пожара непосредственно от гидрантов, создается специально установленными на насосной, станции стационарными пожарными насосами. Эти насосы должны быть оборудованы устройством, обеспечивающим их пуск не позднее чем через 5 мин после подачи сигнала о возникновении пожара.

Свободный напор сети пожарного водопровода высокого давления должен обеспечивать подачу компактной струи на высоту не менее 10 м при расположении ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания на промышленном объекте.

От одного пожарного гидранта, установленного па водопроводе высокого давления, могут быть проложены несколько рукавных линий. Так как все линии, проложенные от гидранта, будут параллельны друг другу, для определения необходимого свободного напора достаточно рассчитать одну из них. При этом в расчет принимают пожарные рукава непрорезиненные длиной, диаметром 66 мм и стволы с насадком диаметром 19 мм и расходом воды 5 л/с.

Свободный напор у гидранта (на уровне поверхности земли) в водопроводах высокого давления складывается из напора у насадка , потерь напора в рукавной линии и геометрической высоты подъема воды на конек крыши здания .

Необходимый напор в наружной водопроводной сети перед расчетным гидрантом  составляет сумму из свободного напора , потерь напора в гидранте и пожарной колонке  с учетом глубины заложения труб г, которая принимается в среднем равной 2,5 м.

Потери напора в гидранте и пожарной колонке  при расходе 10 л/с (подача воды от колонки по 2-метровым линиям) принимаются обычно равными 2 м.