Необходимость гидравлического расчета обусловлена тем, что при трассировке трубопроводов необходимо обеспечить нормальный расход и напор огнетушащего вещества из всех оросителей, подобрать трубопровод с диаметром на всех участках.

Основное содержание гидравлического расчета пожаротушения - это нахождение величин давлений (напоров), возникающих во всех узлах системы и необходимого напора у водопитателя, если заданы все геометрические параметры системы и характеристики всех присутствующих в системе труб, а также задан минимальный свободный напор перед расчетными оросителями, обеспечивающий необходимую интенсивность орошения. Одновременно на основании полученных напоров в узлах производится вычисление расходов воды во всех трубах и в точках истечения, а также вычисление скоростей движения воды и проверка их соответствия требованиям норм, что необходимо при разработке проекта водяного пожаротушения.

На современном уровне расчет выполняется с помощью программ ГидРаВПТ и ТАКТ-Вода.

Так, например, программа ГидРаВПТ - программа для проведения расчетов в соответствии с «Методикой расчета параметров автоматических установок пожаротушения при поверхностном пожаротушении водой и пеной низкой кратности», изложенной в Приложении «В» СП 5.13130.2009:

· три типа трубопроводов - электросварные, водогазопроводные и пластиковые;

· до 50 секций / подсекций в расчете;

· до 30 распределительных / питающих трубопроводов и пожарных кранов / дренчерных завес;

· до 3 участков подводящих трубопроводов (от узла управления до насосов);

· расчет установки совмещенной с системой внутреннего противопожарного водопровода;

· учет присоединяемых дренчерных завес;

· подбор насосов с учетом различных схем подключения (параллельно / последовательно);

· учет различного количества рабочих насосов (от 1 до 4 шт.);

· удаление, дублирование (копирование) ранее введенных секции для проведения процесса оптимизации результатов расчета;

· расчет объема пожарного резервуара;

· расчет количества патрубков для присоединения передвижной пожарной техники;

· автоматический ввод поправки давления на диктующий ороситель;

· анализ скорости воды в трубопроводах;

· расчет рекомендуемых диаметров распределительных и питающих трубопроводов;

· расчет потерь от узла управления до оси пожарного насоса;

· расчет минимальных диаметров всасывающих трубопроводов;

· формирование и вывод отчета по проведенному расчету;

· возможность сохранения (конвертирования) отчета в формат PDF;

· сравнение фактического (расчетного) расхода с нормативным;

· автоматическая подстановка удельных характеристик трубопроводов;

· автоматический учет тупиковых и кольцевых трубопроводов;

· возможность включения / отключения произвольных участков сети трубопроводов с автоматическим пересчетом результатов расчета;

· отдельный ввод высоты размещения диктующего оросителя, узла управления и пожарного насоса учет подпора воды на пожарные насосы из водопровода.

В соответствии с требованиями СП5.13130.2009 исходными данными для размещения оросителей в защищаемом помещении, являются:

- интенсивность орошения защищаемой площади - i=0,08 л/с.м2;

- максимальная площадь орошения одним оросителем S=12-16м2;

- расстояние между оросителями принимаем не более 4 м;

- площадь для расч ета расхода - 144 м;

- продолжительность подачи воды 60 мин.;

- скорость движения воды 10 м/с в начале секции:

- расход воды на два пожарных крана 5 л/с.

Расчетный расход раствора пенообразователя начнем с диктующего оросителя, расположенного в самой первой секции (I) узла (а) определим по формуле:

??1 = 10 ? К ? Р1, л/с (9)

??1 = 10 ? 0,74 ? v0, 2 = 3,31 л/с,

где q1 - расход ОТВ через диктующий ороситель, л/с;

K - коэффициент производительности оросителя СПО0-РУо(д) 0,74 - R1/2/Р57.В3 - «СПУ-15» - 0,74;

Р1 - давление перед оросителем - 0,2 МПа.

Диаметр трубопровода на участке L1-а1 определим по формуле:

?1?а1

???1000 ?4???1, мм (10)

???? ??

где d1-а1 - диаметр между первым оросителем и узлом (а1) трубопровода, мм;

pi - 3,14;

м - коэффициент расхода равен 1;

n - количество оросителей от диктующего оросителя (1) в рядке (I) до узловой точки (а), n=3.

Так как диаметр трубопровода получился 35,57 мм, то округляем до номинального диаметра 40 мм с удельной характеристикой 34,5?10-6 л6/с2 и

толщиной стенки 3 мм.

Потери в давления в трубосети с учетом принятого диаметра составит:

?? 2 ???

ДР1?2 =

100?Кт1?? (11)

ДР1?2 = 0,0127МПа,

Найдем давление на втором оросителе по формуле:

Р2 = ДР1?2 + Р1, МПа (12)

Р2 = 0,0127 + 0,2 = 0,2127 МПа,

Расход ОТВ через 2-й ороситель, пользуясь формулой:

??2 = 10 ? К ? Р2, л/с

??2 = 10 ? 0,74 ? v0,2127 = 3,413 л/с,

Потери в давления в трубосети с учетом принятого диаметра составит:

?? 2 ???

ДР2?3 ------------------

100?Кт1?? МПа (13)

3,4132 ?4

ДР2?3 = 100?34,5 = 0,0135 МПа,

Найдем давление на третьем оросителе по формуле:

Р3 = ДР2?3 + Р2, МПа (14)

Р3 = 0,0135 + 0,2127 = 0,2262 МПа,

Расход ОТВ через 3-й ороситель, пользуясь формулой:

??3 = 10 ? К ? Р3, л/с

??3 = 10 ? 0,74 ? v0,2262 = 3,5195 л/с,

Определим сумму расходов в узле (a1) для рядка I с учетом первого,

второго и третьего оросителей по формуле:

У??1?а1 = q1 + q2 + q3, л/с (15)

У??1?а1 = 3,31 + 3,413 + 3,5195 = 10,2425 л/с,

Учтем потери в давления в трубосети с учетом ранее принятого диаметра для трех оросителей:

ДР3??1 = 3 3?? 1

100?Кт1?? МПа (16)

Найдем давление в точке а1 по формуле:

Р?1 = ДР3??1 + Р3, МПа (17)

Р?1 = 0,0162 + 0,2262 = 0,2424 МПа,

Так, как Рядки I=II=III, следовательно: а1=а=а2, сумма расходов в узле

(a) для всех рядков:

У??а = У??а1 + У??а2 + У??а???? рядка, л/с (18)

У??а = 10,2425 + 10,2425 + 10,2425 = 30,7275 л/с,

При этом давление в узле (а) Ра1=Ра2=РаII рядка.

Давление создаваемое тремя ветвями равно: Р? = 0,2424 МПа.

Таблица 5. Сводная таблица гидравлического расчета АУП для симметричной схемы

Узел, номер оросителя

Рi, МПа

ДPi, МПа

q, л/с

L, м

d, мм

Кт, ?10-6 л6/с2

1=4=7

-

-

3,31

-

-

-

1-2=4-5=7-8

-

0,0127

-

4

40

34,5

3=6=9

0,2

-

3,413

-

-

-

3-а=6-а=9-а

-

0,0162

-

4,52

40

34,5

а

0,2424

-

30,7275

-

-

-

а-b

-

0,25940

-

6,204

65

517

b

0,5018

-

35,7275-

-

-

-

уу-ПК

-

0,0185

-

10

50

135

ПК

0,092

-

5

-

-

-

b-c

-

0,012

-

1,158

80

1262

c

0,5138

-

-

-

-

-

h

-

0,041

-

4,1

-

-

yy

0,5548

-

35,7275

-

-

-

Требуемое давление пожарного насоса складывается из следующих составляющих:

Рн = Рг + Рв + УРм + Руу + Рд - Pвх = Ртр - Pвх, МПа (19)

Рн= 0,00236 +0+ 0,01 + 0,6533+ 0,2 - 0,4 = 5,88-0,04 МПа где Рн - требуемое давление пожарного насоса, МПа;

Рг - потери давления на горизонтальном участке трубопровода расстояние (до насосной станции пожаротушения), МПа;

У??? ???т, МПа (20)

ДРг =

100?Кт

35,7275 ?40

ДРг = = 0,002745 МПа,

100?5205

Рм - потери давления в местных сопротивлениях, принимаем 0,01 МПа;

Руу - местные сопротивления в узле управления

Рд - давление у диктующего оросителя (по расчетам P1), МПа; Pвх - давление на входе пожарного насоса, принимаем 0,4 МПа; Ртр - фактическое давление насоса

Принимаем к установке насос К100-65-200 с параметрами работы: ?qс ?Qтр= 35,73 л/с, Ртр = 5,88 МПа

Для водопенной смеси расч етный расход пенообразователя составляет: Qп = Qтр х 0,06 = 35,73*0,06 = 2,144 л/с

Необходимый расход воды для работы АУП в течение t сек (по таб. 5.1 СП5.13130.2009) при двухкратном запасе составит:

V = 35,7275 л/с *3600 * 2/1000 =257,238 м3, (21)

Необходимый расход пены для работы АУП в течение 3600 сек. (по таб. 5.1 СП5.13130.2009) при двухкратном запасе составит:

V = 2,144 л/с*3600 сек х 2/1000 = 15,4368 м3 (22)

Принимаем к установке резервуар противопожарного запаса воды РПВ-300: V рез.=300 м3

Принимаем к установке резервуар пены: V =20 м3