4.2. Послідовність гідравлічного розрахунку

Для кожного напрямку установки визначається мінімальна масова витрата вогнегасної речовини, ,кгс^-1

, (4.1)

де  час подачі вогнегасної речовини у що захищуване преміщення, с;

мінімальна масавогнегасної речовини, кг.

Визначається сумарна площа випускних отворів розпилювачів , м²

, (4.2)

де m - коефіцієнт витрати розпилювача (характеристика розпилювача) для одноструминних розпилювачів - 0,9, для двоструминних - 0,6;

- приведена масова витрата, кгс^-1м^-2, що відповідає мінімально припустимому тиску перед розпилювачем визначається по таблиці 3.

Таблиця 3 - Значення приведеної масової витрати вогнегасної речовини

У кг с^-1 м^-2

, МПа	Хладон 114В2	Хладон 13В1	СО2 високого тиску	СО2 низького тиску
1,0	17179	10200	-	9989
2,0	-	-	11500	-

Визначається типорозмір розпилювача. Для цього обчисляємо розрахункову площу перерізу випускного отвору розпилювача F, м²,

, (4.3)

де N - кількість розпилювачів, встановлених в захищуваному приміщені.

Округлення виконується до найближчого меншого значення, що відповідає стандартному типорозміру розпилювача.

Уточнюється приведена масова витрата

. (4.4)

Попередній вибір діаметрів трубопроводів виконується наступним чином.

Діаметр розподільного трубопроводу , м, обирається з умови

, (4.5)

де n₁ - кількість розпилювачів на розподільному трубопроводі.

Діаметр живильного трубопроводу підбирається для кожної ділянки живильного трубопроводу із змінною витратою, обмеженої двома сусідніми витратними точками (точками приєднання розподільного трубопроводу), з умови:

, (4.6)

де - діаметр n-го відрізка живильного трубопроводу із змінною витратою, м;

-діаметр відрізка живильного трубопроводу із зміннною витратою попередньої розрахункової ділянки, м;

-діаметр розподільного трубопроводу, приєднаного з початку розрахункової ділянки живильного трубопроводу, м;

- кількість розподільних трубопроводів, приєднаних до живильноготрубопроводу, у витратній точці.

Розрахунок виконується для кожного відрізку живильного трубопроводу починаючи з точки приєднання найбільше віддалених розподільних трубопроводів. При підборі діаметрів живильних трубопроводів допускаються відхилення від значень, отриманих по формулі Д.6, в межах ±10-15 %.

Розведення мереж живильних трубопроводів зі змінною витратою і приєднання до них розподільних трубопроводів повинні бути виконані з врахуванням максимально можливої симетрії подачі вогнегасної речовини.

Діаметр станційного колектора

(4.7)

Для установок пожежегасіння хладонами допускається приймати:

(4.8)

- діаметри трубопроводів, що з'єднують розподільні трубопроводи, м.

При виборі діаметрів станційного колектора повинні виконуватися наступні обмеження:

а)

, (4.97)

де  площа перерізу станційного колектора установки, м ;

сумарна площа перерізів сифонних трубок балонів з основним об'ємом вогнегасної речовини для напрямку з найменшою кількістю балонів;

б) сумарна місткість , м³, станційного, живильного і розподільного трубопроводів не повинна перевищувати значення

(4.10)

де - фактична маса основного обсягу вогнегасної речовини, кг;

 - густина рідкої фази вогнегасної речовини, кгм^-3 (таблиця Д.6);

к - коефіцієнт, який враховує вид вогнегасної речовини, (таблиця 6).

Таблиця 6 - Значення густини рідкої фази вогнегасної речовини і коефіцієнта до для розрахунку об'єму трубопроводів

Вогнегасна речовина	С02	13В1	114В2
Коефіцієнт к	1	0,8	0,8
Густина , кгм-3	770	1550	2180

За попередньо підібраними діаметрами трубопроводів виконується перевірочний гідравлічний розрахунок кожного направлення, приєднаного до одного колектора.

Визначається еквівалентна довжина , м, живильного трубопроводу за формулою

, (4.11)

де - геометрична довжина живильного трубопроводу, м;

- еквівалентна довжина трубопроводів відповідно: станційного колектора, з'єднання батарей, розподільного пристрою, поворотів на станційному і живильному трубопроводах, м.

Еквівалентна довжина станційного колектора дорівнює

, (4.12)

де  геометрична довжина станційного колектора, м.

Еквівалентна довжина розподільного пристрою або поворотів на трубопроводі визначається по формулі

, (4.13)

де   коефіцієнт, рівний 2,64 для розподільного пристрою або кількості поворотів на трубопроводі.

Еквівалентна довжина батареї визначається по формулі

, (4.14)

де   приведена гідравлічна характеристика батареї .

Таблиця 7 - Приведені гідравлічні характеристики газових батарей

Кількість балонів у батареї, шт.	Тип батареї
	БАГЭ		4-х баллонная (БАУ)		2-х баллонная (Т-2МА)
	Диаметр коллектора, мм	п  10-8	Диаметр коллектора, мм	п  10-8	Диаметр коллектора, мм	п  10-8
2(1+1)	25	10,3	-	-	25	10,3
4(2+2)	25	2,57	32	2,24	-	-
8(4+4)	25	0,58	32	0,14	-	-
12(6+6)	38	0,15	32	0,078	-	-
16(8+8)	-	-	32	0,065	-	-
20(10+10)	-	-	32	0,060	-.	-

Еквівалентна довжина складання з декількох однакових батарей, з'єднаних паралельно, визначається по формулі

, (4.15)

де - число батарей, шт.

Еквівалентна довжина складання двох різнотипних батарей (складання батарей), з'єднаних паралельно, визначаються по формулі:

, (4.16)

де ,- еквівалентна довжина відповідно першої і другої батареї (складання батарей), м.

Розраховуються гідравлічні параметри і для "диктуючих" розподільників-розпилювачів, працюючих під найбільшим і найменшим тиском, по формулі

; (4.17)

де , - відповідно діаметр і довжина j-ї ділянки трубопроводу, м;

- кількість розпилювачів, які живляться по j-й ділянці трубопроводу, шт.;

к - кількість ділянок.

Визначається середнє значення геометричного параметра

. (4.18)

Методом послідовних наближень розв'язується система рівнянь

(4.19)

де - термодинамічний параметр, заданий у вигляді табличної функції

- витрати вогнегасної речовини, кгс^-1.

Розв'язанням системи рівнянь є визначення величини G для відповідного напрямку.

Визначається час подачі вогнегасної речовини , який не повинен перевищувати нормативного (таблиця Д.2).

У противному випадку необхідно:

а) збільшити діаметр живильного трубопроводу;

б) збільшити діаметри станційного колектора, живильного і розподільного трубопроводів;

в) для хладонів - зменшити коефіцієнт завантаження балонів.

Таблица 8 - Значення коригуючого коефіцієнта для хладону 114В2

У кгл^-1

К оефіцієнт завантаження балона	Коефіцієнт завантаження балона
	1,5	1,25	1,0	0,75
1,5	1,00	0,94	0,87	0,82
1,25	1,06	1,00	0,94	0,87
1,0	1,15	1,06	1,00	0,94
0,75	1,22	1,15	1,06	1,00

Таблица 9 - Значення коригувального коефіцієнта для хладону 13В1

У кгл^-1

Коефіцієнт загрузки балона	Коефіцієнт загрузки балона
	1,2	1,0	0,8
1,2	1,00	0,96	0,92
1,0	1,04	1,00	0,96
0,8	1,09	1,04	1,00

Для хладону 114В2 кількість балонів n' шт., уточнюється з врахуванням залишків у росподільній мережі

. (4.20)

Значення п' округляється до найближчого цілого числа п₁. По кількості балонів підбирається газова батарея, в склад якої входять п2 балонів.

Фактична маса вогнегасної речовини у газових батареях, підключених до 1-го станційного колектора

, (4.21)

Маса основного об'єму вогнегасної речовини, на станції пожежегасіння складає

(4.22)

Всі зміни повинні виконуватися з перевіркою обмежень за формулами (4.15) та (4.17).

Приклад розрахунку кількості вогнегасної речовини автоматичної установки газового пожежогасіння об‘ємним способом використанням двоокису вуглецю високого тиску.

Складське приміщення 16х10х3,5 м для зберігання етилового спирту (К_В= 1,34) з прорізом, який не закривається, розмірами 2 м х 1 м.

Проектну кількість діоксиду вуглецю, т (у кілограмах), треба розраховувати за формулою (згідно п. 15.2 [7]):

де A = A_V + 30 A_OV;

V = V_V + V_Z – V_G;

AV	–	загальна площа поверхні всіх стін, підлоги і стелі (включно з прорізами AOV) огородженого захищуваного простору, м2;
AOV	–	загальна площа поверхні всіх прорізів за припущення, що вони будуть відкриті у разі пожежі, м2 (див. 15.6 [7]);
VV	–	об'єм захищуваного закритого простору, м3 (див. 15.1 [7]);
VZ	–	додатковий об'єм газового середовища, що видаляється протягом тривалості інгібування (див. таблицю 1) вентиляційними системами, які не можуть бути вимкнені, м3 (див. 15.5 [7]);
VG	–	об'єм будівельної конструкції, який можна відняти, м3 (див. 15.1 [7]);
KB	–	коефіцієнт, що характеризує захищуваний матеріал, який може дорівнювати одиниці або бути більшим за неї (див. 15.3 і таблицю 1 [7]).

Число 0,2, у кілограмах на квадратний метр, характеризує частку діоксиду вуглецю, яка може видалитись.

Число 0,7, у кілограмах на кубічний метр, характеризує мінімальну кількість діоксиду вуглецю, яку взято за основу для формули.

1.Об'єм

V_V = 16 м х 10 м х 3,5 м = 560 м³

2. Додатковий об'єм для вентилювання

V_Z = 0 м³

3. Об'єм, який можна віднімати

v_G = 0 м³

V = 560 м³ – 0 м³ – 0 м³

4. Загальна площа поверхні всіх сторін

A_V = (16 х 10 х 2) + (16 х 3,5 х 2) + (10 х 3,5 х 2) = 502 м²

5. Загальна площа поверхні всіх прорізів

A_OV = 2 х 1 = 2 м²

6. Поверхня

А = 502 + 60 = 562 м²

7. Проектна кількість діоксиду вуглецю

т = 1,34 х (0,2 кг/м² х 562 м² + 0,7 кг/м³ х 560 м³) = 675,9 кг

Приклад розрахунку кількості вогнегасної речовини автоматичної установки локального газового пожежогасіння об‘ємним способом з відкритими боковими стінами з використанням двоокису вуглецю високого тиску.

Копіювальний апарат із перфорованими чотирма боковими сторонами і верхом и з розмірами 1,22х1,52х1,22 м.

1. Об'єм

У відповідності до п. 16.3.2 [7] якщо нещільності не повністю перекрито, треба вжити особливих заходів щодо виконання наведених нижче умов.

Уявні стіни і стеля цієї огороджувальної конструкції повинні бути на відстані принаймні 0,6 м від основного пожежонебезпечного об’єкта, якщо немає реальних стін, і повинні огороджувати всі зони можливих витікань, розплескування або розливання.

Таким чином маємо:

V=2,42 м х 2,72 м х 1,82 м = 11,98 м³

2. Відсоток огородженого периметра

0 %

3. Інтенсивність подавання для простору, огородженого на 0 %

У відповідності до п. 16.3.3 [7] загальна інтенсивність подавання для базової (типової) системи повинна становити не менше ніж 16 кг/хв на кубічний метр уявного об'єму

I=16 кг/хв^.м^-3

4. Витрата

C=11,98 м³ х 16 кг х (кг/хв^.м^-3) = 191,7 кг/хв

5. Необхідна кількість діоксиду вуглецю

;

де- - необхідна інтенсивність подавання;

- тривалість подавання (п. 16.1.3, табл. 2 [7]);

- коефіцієнт збільшення кількості (п. 16.1. [7])

M=191,7 кг/хв х 0,5 хв х 1,4 (включає пару) = 134,2 кг

Приклад розрахунку кількості вогнегасної речовини автоматичної установки локального газового пожежогасіння поверхневим способом з використанням двоокису вуглецю високого тиску.

Ванна для гартування (К_В= 1) 0,93х2,13 м.

1. Розташовування насадків

Приймається, що за результатами обстеження виявлено, що насадки можна розташовувати. будь-де на відстані від 0,92 м до 1,83 м від поверхні рідини, не зважаючи на роботу одне одного.

2. Процедура

З переліку дозволених насадків, наданого виробником, виберіть найменшу кількість насадків, які покриють поверхню 2,13 м х 0,92 м. Припустимо, що в переліку є насадок, для якого норма покривання становить 1,08 м² за висоти розташування 1,52 м, а норма витрати – 22,3 кг/хв. У такому разі двома насадками буде покрито поверхню довжиною 2,16 м і шириною 1,08 м.

3. Загальна витрата

2 х 22,3 кг/хв = 44,6 кг/хв

4. Необхідна кількість діоксиду вуглецю

44,6 кг/хв х 0,5 хв х 1,4 (включає пару) = 31,2 кг