一、非均衡管網(wǎng)壓力損失計(jì)算舉例。
貯存了90kg鹵代烷1301的滅火系統(tǒng),由附圖5.1所示的非均衡管網(wǎng)噴出,貯存壓力為4.20MPa、充裝密度為800kg/m³,管網(wǎng)末端的噴嘴(5)、(6)、(7)在10s內(nèi)需噴出的鹵代烷1301分別為40kg、30kg和20kg,求管網(wǎng)末端壓力。

附圖5.1 非均衡管網(wǎng)圖
1.計(jì)算各管段的平均設(shè)計(jì)流量:
q(1)-(2)=4.5kg/s
q(2)-(3)=9.0kg/s
q(3)-(5)=4.0kg/s
q(3)-(4)=5.0kg/s
q(4)-(6)=3.0kg/s
q(4)-(7)=2.0kg/s
2.初定管徑,按本規(guī)范第4.2.1條規(guī)定初選。
D(3)-(4):選公稱通徑25mm,第一種壁厚系列的鋼管
D(2)-(3):選公稱通徑32mm,第一種壁厚系列的鋼管
D(3)-(5):選公稱通徑25mm,第一種壁厚系列的鋼管
D(3)-(4):選公稱通徑25mm,第一種壁厚系列的鋼管
D(4)-(6):選公稱通徑20mm,第一種壁厚系列的鋼管
D(4)-(7):選公稱通徑20mm,第一種壁厚系列的鋼管
3.計(jì)算管網(wǎng)總?cè)莘e。
V(1)-(2)=2×0.5×0.556×10-3=0.556×10-3m³
V(2)-(3)=9.5×0.968×10-3=9.196×10-3m³
V(3)-(5)=3.0×0.556×10-3=1.668×10-3m³
V(3)-(4)=4.5×0.556×10-3=2.502×10-3m³
V(4)-(6)=4.5×0.343×10-3=1.544×10-3m³
V(4)-(7)=3.0×0.343×10-3=1.029×10-3m³
Vp=16.495×10-3m³
4.計(jì)算各管段的當(dāng)量長(zhǎng)度。
L(1)-(2)=6.8m(實(shí)際管長(zhǎng)加一個(gè)容器閥與軟管的當(dāng)量長(zhǎng)度)
L(2)-(3)=12.7m(實(shí)際管長(zhǎng)加一個(gè)三通與一個(gè)彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度)
L(3)-(5)=5.5m(實(shí)際管長(zhǎng)加一個(gè)三通與一個(gè)彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度)
L(3)-(4)=4.5m(實(shí)際管長(zhǎng)加一個(gè)三通的當(dāng)量長(zhǎng)度)
L(4)-(6)=7.1m(實(shí)際管長(zhǎng)加一個(gè)三通與一個(gè)彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度)
L(4)-(7)=5.6m(實(shí)際管長(zhǎng)加一個(gè)三通與一個(gè)彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度)
5.估算管網(wǎng)內(nèi)滅火劑的百分比。

6.確定中期容器壓力。根據(jù)本規(guī)范第4.2.9條規(guī)定,當(dāng)貯存壓力為4.20MPa,充裝密度為800kg/m³,管網(wǎng)內(nèi)滅火劑的百分比為18.8%時(shí),中期容器壓力為2.98MPa。
7.求管段(1)—(2)的終端壓力Pi(2)。

8.求管段(2)—(3)的末端壓力Pi(3)。

9.求管段(3)—(5)的末端壓力Pi(5)。

10.求管段(3)—(4)的末端壓力Pi(4)。

11.求管段(4)—(6)的末端壓力Pi(6)。

12.求管段(4)—(7)的末端壓力Pi(7)。

將主要計(jì)算結(jié)果歸納于下表。
管網(wǎng)壓力損失計(jì)算結(jié)果 附表5.1

從以上計(jì)算結(jié)果可以看出,所計(jì)算的各管段的壓力損失均很小,管網(wǎng)末端壓力大大高于中期容器壓力的一半,這是不經(jīng)濟(jì)的,故各管段的直徑可以選擇更小一些,也可以選用較低的貯存壓力,只有通過(guò)對(duì)管網(wǎng)內(nèi)滅火劑百分比進(jìn)行驗(yàn)算和反復(fù)調(diào)整計(jì)算,才能得到一個(gè)較為經(jīng)濟(jì)合理的計(jì)算結(jié)果。
二、均衡管網(wǎng)壓力損失計(jì)算舉例。
貯存了35kg鹵代烷1301的滅火系統(tǒng),由附圖5.2所示的均衡管網(wǎng)噴出,鹵代烷1301的貯存壓力為2.50MPa,充裝密度為1000kg/m³,末端噴嘴(3)和(4)在10s內(nèi)噴放量相等,試用圖表法計(jì)算管網(wǎng)末端壓力。

附圖5.2 均衡管網(wǎng)圖
1.計(jì)算各管段的平均設(shè)計(jì)流量。
q(1)-(2)=3.5kg/s
q(2)-(3)=1.75kg/s
q(2)-(4)=1.75kg/s
2.初定管徑,按本規(guī)范第4.2.1條規(guī)定初選。
D(1)-(2):選公稱通徑25mm,第一種壁厚系列的鋼管
D(2)-(3)和D(2)-(4):選公稱通徑25mm,第一種壁厚系列的鋼管
3.計(jì)算管網(wǎng)總?cè)莘eVp總。
Vp總=8×0.556×10-3+2×5.5×0.343×10-3
=8.22×10-3m³
4.計(jì)算各管段的當(dāng)量長(zhǎng)度。
L(1)-(2)=22.5m(包括實(shí)際管長(zhǎng)加容器閥、三個(gè)彎頭和一個(gè)三通的當(dāng)量長(zhǎng) 度)
L(2)-(3)=L(2)-(4)
=6.8m(包括實(shí)際管長(zhǎng)加二個(gè)彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度)
5.計(jì)算管網(wǎng)內(nèi)滅火劑的百分比。

6.確定中期容器壓力。根據(jù)管網(wǎng)內(nèi)滅火劑的百分比25%,貯存壓力2.50MPa和充裝密度1000kg/m³,從本規(guī)范第4.2.9條表4.2.9中計(jì)算出中期容器壓力為1.79MPa。
7.求單位管長(zhǎng)的壓力降。根據(jù)平均設(shè)計(jì)流量和管徑從本規(guī)范附錄四中附圖4.1查得未修正的單位管長(zhǎng)的壓力降為:
P′(1)-(2)=0.0165MPa/m
P′(2)-(3)=P(2)-(4)
=0.014MPa/m
根據(jù)充裝密度和管網(wǎng)內(nèi)滅火劑的百分比,從本規(guī)范附錄四中附圖4.3查得壓力損失修正系數(shù)為:1.08,則修正后的單位管長(zhǎng)的壓力降為:
P′(1)-(2) =0.0165×1.08=0.0178MPa/m
P′(2)-(3)=P(2)-(4)
=0.014×1.08=0.0151MPa/m
8.計(jì)算管段(1)—(2)的末端壓力Pi(2)。
管段(1)—(2)的壓力降為
P(1)-(2)=L(1)-(2)·P′(1)-(2)
=22.5×0.0178
=0.40MPa
根據(jù)本規(guī)范第4.2.13條表4.2.13,在壓力為1.79MPa、充裝密度為1000kg/m³時(shí),管道內(nèi)鹵代烷1301的密度為1310kg/m³,而Hh為2m,故高程壓力損失為
Ph=10-3ρ ·Hh·gn
=10-3 ×1310×2×9.81
=25.7kPa
故得:
Pi(2)=1.79-0.4-0.0257 =1.36MPa
9.計(jì)算管段(2)—(3)與(2)—(4)的末端壓力Pi(3)或Pi(4)。
Pi(3)=Pi(4)
=Pi(2)-L(2)-(3)·P′(2)-(3)
=1.36-6.8×0.0151
=1.26MPa
將主要計(jì)算結(jié)果歸納于下表:
管網(wǎng)壓力損失計(jì)算結(jié)果 附表5.2

所計(jì)算的結(jié)果表明,管道末端壓力達(dá)1.26MPa,超過(guò)中期容器壓力1.79MPa的50%,故所選的各管段的管徑可以滿足設(shè)計(jì)要求,只有通過(guò)對(duì)管網(wǎng)內(nèi)滅火劑百分比進(jìn)行驗(yàn)算和反復(fù)調(diào)整計(jì)算后,才能得到一個(gè)較為經(jīng)濟(jì)合理的計(jì)算結(jié)果。


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