Пример решения задачи.

Задача. Определить требуемый напор на насосе пожарного автомобиля АНР – 40(130Е)127А по расчетному расходу воды на тушение пожара (пожарные струи рабочие R_к = 17 м); сделать вывод о работоспособности данной схемы; начертить схему боевого развертывания.

Вода к месту пожара подается по двум рукавным линиям. Первая – длиной 120 м, диаметром 66 мм (рукава не прорезиненные). К рукавной линии подсоединен ствол с диаметром насадка 19 мм. Вторая состоит из магистральной рукавной линии длиной 100 м, диаметром 77 мм (рукава прорезиненные) и двух рабочих рукавных линий. Первая состоит из 2 рукавов диаметром 51 мм (рукава не прорезиненные) и ствола с диаметром насадка 13 мм. Ствол поднят на высоту 8 м. Вторая длиной 60 м состоит из рукавов диаметром 51 мм (рукава прорезиненные) и ствола с диаметром насадка 13 мм. Ствол поднят на высоту 5 м.

Задача №___

Дано: Решение:

АНР-40(130Е)127А

Рукавная линия 1: 1. По данным задачи выполним схему подачи

d_р1 – 66 мм (н/пр) воды на тушение пожара.

L_рл1 = 120 м

d_н1 = 19 мм

Рукавная линия 2:

d_мл = 77 мм (пр);

L_мл = 100 м;

d_рб1 = 51 мм (н/пр);

n_рб1 = 2

d_н2 = 13 мм;

Z₂ = 8 м;

d_рб2 = 51 мм (пр);

l_рб2 = 60 м; Напор на насосе будем определять для каж-

d_н3 = 13 мм; дой рукавной линии отдельно. За напор на

Z₃ = 5 м. насосе примем его максимальное значение.

Пожарные струи рабочие 2. Напор на насосе для рукавной линии 1 оп-

ределим по формуле

Н_н - ? Н_н1 = h_рл1 + Н_ст1 + z_ст1. (1)

Высота подъема ствола z_ст1 = 0.

2.1. Определим напор на стволе. Н_ст1 = S_н1q²_ст1.

Так как струя рабочая, R_к = 17 м, расход, согласно приложения 5 для ствола с диаметром насадка 19 мм равен q_ст1 = 6,5 л/с.

Сопротивление насадка определим по приложению 3 S_н1 = 0,634.

Тогда, напор на стволе будет равен Н_ст1 = 0,634  6,5² = 26,79 м.

2.2. Определим потери напора в рукавной линии h_рл1 = n_р1S_рq²_ст1

Зная длину стандартного рукава, определим количество рукавов в рукавной линии

n_р1 = L_рл1/20 = 120/20 = 6.

Сопротивление рукава 66 мм находим по приложению 2. S_р = 0,077.

Тогда потери напора в рукавной линии будут равны h_рл1 = 6  0,077  6,5² = 19,52 м

2.3. Подставив значения h_рл1, Н_ст1 и z_ст1 в формулу (1) найдем напор на насосе для рукавной линии 1 Н_н = 19,52 + 26,79 + 0 = 46,31 м.

3. Напор на насосе для рукавной линии 2 определим по формуле

Н_н2 = h_мл + Н_р (2)

Напор на разветвлении будем определять для каждой рабочей линии отдельно. За напор на разветвлении примем его максимальное значение.

3.1. Напор на разветвлении для рабочей линии 1 определим по формуле

Н_р1 = h_рб1 + Н_ст2 + z_ст2. (3)

3.1.1. Напор на стволе определим по формуле Н_ст2 = S_ст2q²_ст2.

Так как струя рабочая, R_к = 17 м, расход, согласно приложения 5 для ствола с диаметром насадка 13 мм равен q_ст2 = 3,4 л/с.

Сопротивление насадка определяем по приложению 3. S_н2 = 2,89.

Тогда напор на стволе будет равен Н_ст2 = 2,89  3,4² = 33,41 м.

3.1.2. Потери напора в рабочей линии 1 определим по формуле h_рб1 = n_рб1S_рq²_cт2.

Количество рукавов в рабочей линии n_рб1 = 2 (по условию задачи).

Сопротивление рукава 51 мм находим по приложению 2 S_р = 0,24.

Тогда потери напора в рабочей линии 1 будут равны h_рб1 = 2  0,24  3,4² = 5,55 м.

3.1.3. Подставив значения h_рб1, Н_ст2 и z_ст2 в формулу (3) найдем напор на разветвлении для рабочей линии 1 Н_р1 = 5,55 + 33,41 + 8 = 46,96 м.

3.2. Напор на разветвлении для рабочей линии 2 определим по формуле

Н_р2 = h_рб2 + Н_ст3 + z_ст3 (4)

3.2.1. Напор на стволе определим по формуле Н_ст3 = S_ст3q²_ст3

Так как струя рабочая, R_к = 17 м, расход, согласно приложения 5 для ствола с диаметром насадка 13 мм равен q_ст2 = 3,4 л/с.

Сопротивление насадка определяем по приложению 3. S_н2 = 2,89.

Тогда напор на стволе будет равен Н_ст2 = 2,89  3,4² = 33,41 м.

3.2.2. Потери напора в рабочей линии 2 определим по формуле h_рб2 = n_рб2S_рq²_cт3.

Определим количество рукавов в рабочей рукавной линии 2.

n_рб2 = l_рб2/20 = 60 /20 = 3.

Сопротивление рукава 51 мм находи по приложению 2 S_р = 0,13.

Тогда потери напора в рабочей линии 2 будут равны h_рб2 = 3  0,13  3,4² = 4,51 м.

3.2.3. Подставив значения h_рб2, Н_ст3 и z_ст3 в формулу (4) найдем напор на разветвлении для рабочей линии 1 Н_р2 = 4,51 + 33,41 + 5 = 42,92 м.

Вывод: за напор на разветвлении принимаем напор равный Н_р = 46.96 м, как наибольшее значение из двух напоров.

3.3. Потери напора в магистральной линии определим по формуле h_мл = n_млS_pQ²_мл.

Расход воды проходящей по магистральной линии складывается из расходов стволов 2 и 3 и будет равен Q_мл = q_ст2 + q_ст3 = 3,4 + 3,4 = 6,8 л/с.

Количество рукавов в магистральной линии равно n_мл = L_мл/20 = 100/20 = 5.

Сопротивление рукава 77 мм находим по приложению 2 S_p = 0,015.

Тогда потери напора в магистральной линии будут равны

h_мл = 5  0,015  6,8² = 3,47 м.

3.4. Подставив найденные значения h_мл и Н_р в формулу (2) найдем напор на насосе для рукавной линии 2. Н_н2 = 3,47 + 46,96 = 50,43 м.

Вывод: За напор на насосе принимаем напор равный Н_н = 50,43 м.

4. Определим является ли данная схема подачи воды работоспособной, для чего определим максимально возможный напор на насосе при данном расходе.

Н_н = a – bQ²_н (5)

На насосно-рукавном автомобиле АНР-40(130Е)127А установлен пожарный насос ПН-40У. Согласно приложения 4 значения коэффициентов a и b будут соответственно равны а = 115; b = 0,07.

Подача воды (расход Q_н) по данной схеме будет складываться из расходов протекающих по рукавным линиям. Q_н = Q₁ + Q_мл = 6,5 + 6,8 = 13,3 л/с.

Подставив значения коэффициентов а и b, а также величину найденного расхода Q_н в формулу (5) определим максимально возможный напор на насосе при данном расходе Н_н = 115 – 0,07  13,3² = 102,62 м.

Вывод: Данная схема подачи воды является работоспособной, так как максимально возможный напор 102,62 м больше требуемого 50,43 м.

Ответ: Требуемый напор на насосе 50.43 м.