Mesaj göndermekten çekinmeyin
Tek ceket, EPDM lastik astar Özellikler •% 100 Yüksek Görsel Polyester ceket, yükse...
Sürtünme kaybı yangın hortumu suyun hortum boyunca akması sırasında, hareket eden su ile hortumun iç duvarları arasındaki direnç nedeniyle su basıncında meydana gelen azalmadır. Bu küçük bir operasyonel rahatsızlık değildir; bir nozülün saldırı noktasında yeterli akış ve basınç sağlayıp sağlamadığını veya mürettebatın yangını kontrol etmek için yetersiz suyla yangına varıp ulaşmadığını belirleyen temel bir hidrolik kısıtlamadır.
Döşenen her hortum ayağı, bağlanan her kaplin, her yükseklik değişikliği ve akış hızındaki her artış, pompa operatörünün üstesinden gelmesi gereken toplam sürtünme kaybına katkıda bulunur. En kötü senaryoda, açıklanmayan sürtünme kaybı, yangın alanındaki ölümlere katkıda bulundu — ekiplerin, pompanın telafi ettiğinden çok daha fazla sürtünme kaybı yaratan hortum yerleşimli yapılara doğru ilerlemesi, en çok ihtiyaç duyulduğu anda yetersiz nozul basıncıyla sonuçlanması. Sürtünme kaybını anlamak, hesaplamak ve yönetmek bu nedenle akademik değildir; her yangınla mücadele organizasyonu için operasyonel açıdan kritik öneme sahiptir.
Sürtünme kaybı, su basınç altında bir yangın hortumundan geçerken birbiriyle etkileşim halinde olan üç fiziksel olaydan kaynaklanır.
Hortumun iç duvarı ile doğrudan temas halinde olan su molekülleri yapışma kuvvetleri tarafından yavaşlatılır. Bu, hortumun kesiti boyunca bir hız gradyanı yaratır; merkezdeki su en hızlı şekilde akar; Duvardaki su aslında sabittir. Bu hız profilini korumak için gereken enerji hortumdaki basınçtan alınır. Daha pürüzlü iç yüzeyler bu enerji kaybını artırır ; pürüzsüz delikli sentetik hortum astarları, eski kauçuk veya kumaş astarlı yapılara kıyasla bunu en aza indirir.
Yangın hortumu operasyonlarında tipik akış hızlarında, su akışı neredeyse her zaman laminer olmaktan ziyade türbülanslıdır. Türbülanslı akış, su moleküllerinin rastgele çarpışmasına neden olur ve kinetik enerjiyi (basıncı) iç sürtünme yoluyla ısıya dönüştürür. Boyutsuz Reynolds sayısıyla ölçülen türbülans derecesi, hız ve hortum çapı/pürüzlülük oranıyla birlikte artar. Pratik açıdan, türbülans, sürtünme kaybının yaklaşık olarak akış hızının karesi kadar artması anlamına gelir : Akış hızının iki katına çıkması sürtünme kaybını dört katına çıkarır, diğer her şey eşittir.
Kaplinler, redüktörler, wye cihazları, ana akış cihazları ve hortumdaki keskin kıvrımların tümü, düz hortum sürtünme kaybının ötesinde ek basınç kayıpları oluşturur. Bu "küçük kayıplar", düz hortumun eşdeğer uzunlukları olarak ifade edilir; örneğin standart 2½ inçlik geçitli bir wye, yaklaşık olarak eşdeğer bir dirence sahiptir. 25 fitlik 2½ inçlik hortum tipik akışlarda. Birden fazla cihazın bulunduğu karmaşık hortum düzenlerinde küçük kayıplar, toplam sistem kaybının önemli bir kısmını temsil edebilir.
Herhangi bir hortum döşemesinde ne kadar sürtünme kaybının meydana geleceğini beş değişken belirler. Her birinin sonucu nasıl etkilediğini anlamak, yangın sahasındaki pratik hidrolik hesaplamaların temelini oluşturur.
Hortum çapı sürtünme kaybını etkileyen en güçlü değişkendir. Sürtünme kaybı yaklaşık olarak azalır. çapın beşinci kuvveti — hortum çapının iki katına çıkarılmasının aynı akış hızında sürtünme kaybını yaklaşık 32 kat azalttığı anlamına gelir. Bu ilişki, besleme hatları için neden 4 veya 5 inçlik büyük çaplı hortumun (LDH) kullanıldığını açıklamaktadır: 1.000 GPM'yi 4 inçlik hortumdan geçirmek, aynı akışın 2½ inçlik hortumdan oluşturacağı sürtünme kaybının çok küçük bir kısmını oluşturur.
Yukarıda belirtildiği gibi türbülanslı akış koşullarında sürtünme kaybı yaklaşık olarak akış hızının karesi ile artar. 100 GPM'de 100 feet başına 10 PSI sürtünme kaybı üreten bir hortum düzeni, 20 PSI değil, 200 GPM'de 100 feet başına yaklaşık 40 PSI üretecektir. Bu doğrusal olmayan ilişki şu anlama gelir: akış hızı artışlarının sürtünme kaybı üzerinde orantısız derecede büyük bir etkisi vardır ve pompa operatörleri, ekipler operasyonun ortasında nozül akışını arttırdığında bunu hesaba katmalıdır.
Sürtünme kaybı hortum uzunluğuyla doğru orantılıdır; uzunluğun iki katına çıkarılması, sabit akış hızı ve çapta sürtünme kaybını iki katına çıkarır. Standart yangın hortumu döşemeleri 50 fitlik veya 100 fitlik artışlarla ölçülür ve hesaplamaları kolaylaştırmak için sürtünme kaybı tabloları tipik olarak 100 fitlik hortum başına ifade edilir. Bir döşemeye eklenen her ilave hortum bölümü, nozül basıncını korumak için pompa tahliye basıncında buna karşılık gelen bir artış gerektirir.
Pürüzsüz iç astarlara sahip yeni hortum, astarları aşınmış, kıvrılmış veya çökmüş bölümleri olan eski hortumlara göre daha az sürtünme kaybı oluşturur. Standart tablolarda yayınlanan sürtünme kaybı katsayıları hortumun iyi durumda olduğunu varsaymaktadır. Kıvrılmış hortum, düz uzanma değerlerinden birkaç kat daha fazla yerel sürtünme kayıplarına neden olabilir bükülme noktasında — mürettebatın hesaplanan pompa basınçlarına güvenmesi durumunda önemli bir operasyonel tehlike.
Yükseklik değişimi teknik olarak sürtünme kaybından ayrı bir olgu olsa da (sürtünme etkisinden ziyade hidrostatik basınç değişimidir), sürtünme kaybıyla birlikte toplam pompa basıncı hesaplamalarında dikkate alınması gerekir. Her 1 ft'lik yükseklik kazanımı yaklaşık 0,434 PSI ek pompa basıncı gerektirir ; Katları yaklaşık 3 metre aralıklarla olan 10 katlı bir bina, sokak seviyesinin üzerinde kat başına kabaca 43 PSI ek basınç gerektirir; bu, hortum düzenindeki tüm sürtünme kayıplarının üzerine eklenir.
İtfaiye hidroliğinde çeşitli sürtünme kaybı formülleri kullanılmaktadır. Kuzey Amerika itfaiye teşkilatlarında en yaygın olarak uygulanan iki tanesi şunlardır: Sigortacıların Formülü (aynı zamanda el yöntemi veya 2Soru² Soru formülü olarak da adlandırılır) ve daha kesin olan Hazen-Williams denklemi . Her ikisi de 100 feet hortum başına PSI cinsinden sonuç verir.
2½ inçlik hortumda yangın yeri sürtünme kaybı hesaplaması için en yaygın olarak öğretilen formül:
FL = 2Q² Q
Nerede Q = yüzlerce GPM cinsinden akış hızı (yani 250 GPM = Q of 2,5) ve FL = 2½ inçlik hortumun 100 feet'i başına PSI cinsinden sürtünme kaybı.
Örnek: 2½ inçlik hortumla 250 GPM'de — Q = 2,5 — FL = 2(2,5²) 2,5 = 2(6,25) 2,5 = 12,5 2,5 = 100 feet başına 15 PSI .
Bu formül özel olarak 2½ inçlik hortum için tasarlanmıştır ve diğer çaplara doğrudan uygulanamaz. Diğer hortum boyutları için düzeltme faktörleri veya ayrı tablolar kullanılır.
Herhangi bir hortum çapına uygulanabilecek daha genel bir sürtünme kaybı formülü:
FL = C × Q² × L
Nerede C = Belirli hortum çapı için sürtünme kaybı katsayısı (yayınlanan tablolardan), Q = yüzlerce GPM cinsinden akış ve L = yüzlerce feet cinsinden hortum uzunluğu.
C katsayısı hortum çapına göre önemli ölçüde değişir; bu da çapın sürtünme kaybı üzerindeki dramatik etkisini gösterir. IFSTA ve NFPA hidrolik referanslarında kullanılan standart katsayı değerleri yaklaşık olarak şöyledir:
1¾ inç (C = 15,5) ve 5 inç (C = 0,08) hortumlar arasındaki büyük fark, büyük çaplı besleme hatlarının yüksek hacimli su dağıtımı için neden kullanıldığını tam olarak göstermektedir; fizik, başka herhangi bir yaklaşımı ölçek açısından hidrolik açıdan kullanışsız kılmaktadır.
| Hortum Boyutu | 100 GPM | 150 GPM | 200 GPM | 300 GPM | 500 GPM | 1.000 GPM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1¾ inç | 15,5 PSI | 34,9 PSI | 62,0 PSI | 139,5 PSI | — | — |
| 2½ inç | 2,0 PSI | 4,5 PSI | 8,0 PSI | 18,0 PSI | 50,0 PSI | — |
| 3 inç | 0,8 PSI | 1,8 PSI | 3,2 PSI | 7,2 PSI | 20,0 PSI | — |
| 4 inç LDH | 0,2 PSI | 0,45 PSI | 0,8 PSI | 1,8 PSI | 5,0 PSI | 20,0 PSI |
| 5 inç LDH | 0,08 PSI | 0,18 PSI | 0,32 PSI | 0,72 PSI | 2,0 PSI | 8,0 PSI |
Bu değerler, 200 GPM'de 100 fit başına 60 PSI'nin üzerinde sürtünme kaybı üreten 1¾ inçlik saldırı hortumunun, pompa basınçları operasyonel sınırlara yaklaşmadan önce neden pratik döşeme uzunluğunu 200-300 fit ile sınırlandırdığını açıkça göstermektedir. Buna karşılık, 5 inçlik besleme hortumu, yönetilebilir toplam sürtünme kaybıyla bir mil uzunluğundaki döşemede 1.000 GPM sağlayabilir.
Pompa operatörünün amacı, herhangi bir hortum düzeninin sonunda doğru nozul basıncını (NP) sağlamak için gerekli motor basıncını (EP) (pompa tahliye basıncı (PDP) olarak da adlandırılır) belirlemektir. Temel denklem:
EP = NP FL EL ± kan basıncı
Nerede: NP = gerekli nozul basıncı (tipik olarak pürüzsüz delikli hatlar için 100 PSI, düşük basınç ayarlarında 1¾ inçlik kombinasyon nozullar için 75 PSI, ana akışlar için 100–200 PSI); FL = tüm hortum bölümlerindeki toplam sürtünme kaybı; EL = yükseklik kaybı (yükseklik kazanımı başına 0,434 PSI, yokuş aşağı yatma için çıkarılmıştır); BP = Cihazlardan gelen karşı basınç.
Senaryo: 75 PSI nozül basıncında bir kombine nozülden 150 GPM akan 200 fitlik 1¾ inçlik saldırı hortumu. Yükseklik değişikliği yok.
Senaryo: 10. kattaki dikey boru bağlantısından (yaklaşık 90 feet yükseklik) 50 PSI nozul basıncı gerektiren düz delikli bir nozuldan 250 GPM'lik 150 fitlik 2½ inçlik bir hortum akıyor.
Bu, yüksek katlı dikey boru operasyonlarının neden itfaiye pompalarının bina sistemi basıncını desteklemesini gerektirdiğini göstermektedir - çoğu dikey boru sistemi, ek pompalama olmadan saldırı hortumundaki hem yükseklik hem de sürtünme kayıplarının üstesinden gelmek için yetersiz olan en yüksek çıkışta 100 PSI sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.
Gerçek yangın yeri hortum düzenleri nadiren sabit çapta tek bir hortum hattını içerir. Pompa operatörleri, her biri farklı bir hesaplama yaklaşımı gerektiren paralel döşemeler, bağlantılı düzenler ve simetrik besleme hatları için sürtünme kaybını hesaplamalıdır.
En basit düzen — toplam sürtünme kaybı, hortumun her bölümündeki sürtünme kayıplarının toplamıdır. Bölümlerin farklı çapları varsa (örneğin, geçitli bir wye yoluyla 1¾ inçlik saldırı hortumuna indirgenmiş 3 inçlik bir besleme hattı), o bölüm boyunca gerçek akışta her bölüm için sürtünme kaybını ayrı ayrı hesaplayın.
Tek bir besleme hattı bir wye cihazı aracılığıyla iki saldırı hattına bölündüğünde, toplam akış iki kol arasında bölünür . Her iki dal da aynı ve eşit akıyorsa her biri toplam akışın yarısını taşır. Sürtünme kaybı, toplam akış hızında değil, her bir dalda azaltılmış akış hızında hesaplanır. Yaygın bir hata, saldırı hatları boyunca toplam pompa akışındaki sürtünme kaybının hesaplanmasıdır; bu, gerçek sürtünme kaybını önemli ölçüde olduğundan fazla tahmin eder ve pompa operatörünün hatlara düşük basınç uygulamasına neden olur.
Örnek: Bir wye aracılığıyla iki eşit 1¾ inçlik saldırı hattına toplam 300 GPM. Her satır 300 GPM değil 150 GPM taşır. Hat başına sürtünme kaybı 150 GPM olarak hesaplanır ve 300 GPM'nin üreteceği 100 fit başına 139,5 PSI yerine 100 fit başına yaklaşık 34,9 PSI verir.
Tek bir pompalayıcı girişi halinde birbirine bağlanan iki besleme hattı, aynı sürtünme kaybıyla beslemenin akış kapasitesini etkili bir şekilde iki katına çıkarır. İki eşit çaplı hat bir siyam'a eşit akış taşıdığında, her biri toplam akışın yarısını taşır; dolayısıyla her bir hattaki sürtünme kaybı, toplam dağıtım akışının yarısı kadar hesaplanır. Bu, besleme hortumunun basınç değeri dahilinde önemli ölçüde daha yüksek toplam akışların sağlanmasına olanak tanır.
Sürtünme kaybı etkili akış dağıtımını sınırladığında, çeşitli taktiksel ve ekipman ayarlamaları bunu azaltabilir; bunlardan bazıları olay yerinde anında kullanılabilir, diğerleri ise departmanın SOG'lerinde ve olay öncesi planlamada yerleşiktir.
En etkili tek müdahale. Departman SOG'larının izin verdiği yerlerde, yüksek akışlı operasyonlar için 1¾ inç yerine 2½ inç saldırı hortumunun kullanılması sürtünme kaybını aynı akış hızında yaklaşık 7-8 kat önemli ölçüde azaltır. Ticari ve endüstriyel operasyonlar için 2½ inç veya 3 inç saldırı hatlarına geçiş yapan birçok departman, aynı pompa basınçlarında önemli ölçüde daha yüksek etkili nozül akışları elde etti.
Aparatın yangın binasına daha yakın konumlandırılması, hortum döşeme uzunluğunu ve dolayısıyla toplam sürtünme kaybını orantılı olarak azaltır. 150 GPM'de 1¾ inçlik bir hat üzerinde döşeme uzunluğunun 100 ft'lik azaltılması, yaklaşık 35 PSI sürtünme kaybı tasarrufu sağlar; aynı pompa tahliye basıncından daha yüksek nozul basınçlarına veya akış hızlarına olanak tanır.
Nerede the hydraulic system is operating at its limit, reducing nozzle flow rate reduces friction loss as the square of the flow reduction. Reducing flow from 200 GPM to 150 GPM cuts friction loss by approximately 44% — potentially the difference between an effective and an ineffective attack. This is a tactical decision requiring command authority, but pump operators should communicate hydraulic limitations that affect nozzle performance to incident command.
Bir hidranttan pompacıya iki paralel besleme hattının (girişte aynı şekilde) döşenmesi, besleme kapasitesini iki katına çıkarır ve her bir hattaki sürtünme kaybını, aynı toplam akışta tek bir hattın yaşayacağı miktarın dörtte birine azaltır (çünkü her hat akışın yarısını taşır ve sürtünme kaybı, akışın karesi olarak ölçeklenir: (½)² = ¼). Uzun tedarik süreleri veya yüksek talep gerektiren operasyonlar için ikili besleme hatları, sürtünme kaybı sınırlamalarına yönelik standart çözümdür.
Aşınmış astarlara, kronik bükülmeye, ezilme hasarı nedeniyle çökmüş bölümlere veya korozyona uğramış kaplinlere sahip hortum, yayınlanmış katsayıların öngördüğünden daha yüksek sürtünme kayıpları oluşturur. NFPA 1962'ye göre düzenli hortum testleri (saldırı hortumu için 250 PSI ve besleme hortumu için 200 PSI'da yıllık servis testi) hem hidrolik performansı hem de çalışma güvenliğini etkileyecek derecede bozulan hortumu tanımlar. Servis testini geçemeyen hortum, ön hat servisinden derhal kaldırılmalıdır.
Hortum düzenindeki her cihaz, onlarca fitlik ilave hortuma eşdeğer sürtünme kaybı sağlar. Gereksiz redüktörleri, ekstra kaplinleri ve alışılmış şekilde dahil edilen ancak operasyonel olarak gerekli olmayan cihazları ortadan kaldırmak için standart hortum yükü konfigürasyonlarının gözden geçirilmesi, akış hızında veya hortum çapında herhangi bir değişiklik olmadan toplam sistem sürtünme kaybını anlamlı bir şekilde azaltabilir.
Yangın hortumu sürtünme kaybı özellikleri, dünya çapında yangın hortumu performans özelliklerini belirleyen üretim ve test standartları tarafından doğrudan ele alınmaktadır.
NFPA 1961, Amerika Birleşik Devletleri'nde satılan yangın hortumu için, belirtilen test akış hızlarında 100 fit başına maksimum kabul edilebilir basınç düşüşü (sürtünme kaybı) dahil olmak üzere performans gereksinimlerini belirler. Standart, saldırı hortumunun nominal akışta tanımlanmış sürtünme kaybı sınırlarını aşmaması gerektiğini belirtir; böylece NFPA 1961'i karşılayan hortumun standart pompa basıncı hesaplamalarının hidrolik varsayımları dahilinde performans göstermesini sağlar. İster yeni ister hizmette olsun, bu sınırları karşılayamayan hortum, mürettebat güvenliğinin bağlı olduğu hesaplanan pompa basınçlarını güvenilir bir şekilde destekleyemez.
NFPA 1962, hizmet içi hortum bakımı ve testini yönetir. Nominal basınçlarda yapılan yıllık servis testleri, hortumun güvenlik riski veya hidrolik performansta bozulma noktasına kadar bozulduğunu tespit eder. Üzerinden geçen, ciddi şekilde kıvrılan, kimyasallara maruz kalan veya uygunsuz şekilde saklanan hortum, sürtünme kaybını tasarım değerlerinin üzerine çıkaracak şekilde bozulmuş iç kaplamalara sahip olabilir; bu, harici incelemeyle görülemeyen ancak basınç testi ve akış ölçümü yoluyla tespit edilebilen bir durumdur.
Kuzey Amerika dışında yaygın olarak başvurulan, yangın hortumu performansına yönelik uluslararası standart. ISO 14557, standartlaştırılmış test koşulları boyunca basınç kaybı (sürtünme kaybı) gereksinimlerini belirtir ve küresel olarak itfaiye teşkilatları tarafından kullanılan sürtünme kaybı hesaplamalarını destekleyen hortum hidrolik performansı için uluslararası tutarlı bir kıyaslama sağlar.
En etkili sürtünme kaybı yönetimi olaydan önce gerçekleşir; hedef tehlikeler için olay öncesi planlama sırasında, hortum yükü konfigürasyonları tasarlandığında ve departman SOG'leri ortak hortum düzenleri için standart işletim pompası basınçları oluşturduğunda.
Sürtünme kaybı fire hose is an immutable physical reality — it cannot be eliminated, only understood and managed. Departments that embed hydraulic literacy into their training culture, standardize their hose loads around realistic friction loss calculations, and equip their pump operators with the knowledge to adapt in non-standard situations consistently deliver more effective and safer fireground water supply than those that treat hydraulics as a theoretical exercise. Yeterli nozül basıncı, doğru sürtünme kaybı hesaplamasıyla başlar.
Tek ceket, EPDM lastik astar Özellikler •% 100 Yüksek Görsel Polyester ceket, yükse...
Yangın dolapları yangın hortumu, valf ve diğer yangın söndürme ekipmanlarını barındıracak şekilde...
Tek ceket, TPU astarı • Yüksek kiralık polyester iplik, Twill Dokuma/Düz Dokuma'da Da...
Nitril kaplı hortum • Nitril/TPR,% 100 yüksek sadınlıklı polyester iplik takviyesi ile kap...
Tek ceket, TPU astarı • Yüksek kiralık polyester iplik, Twill Dokuma'da Dairesel Doku...
Deniz hortumu Tek ceket, PVC astar •% 100 Yüksek Görsel Polyester İplik, Twill Doku...
Deniz hortumu Tek ceket, PVC astar, PU kaplamalı •% 100 Yüksek Görsel Polyester İpl...
Bizi ara
+86 159-5116-9511
Desteğe ihtiyacım var
Merkez
No.58, Kechuang Yolu, Siesiang Street Tıbbı Gaoxin Bölgesi Taizhou City, Jiangsu Eyaleti
Yangın Hortumunda Sürtünme Kaybı Nedir ve Neden Bir Çan Güvenliği Sorunudur? Sürtünme kaybı yangın hortumu suyun hortum boyunca akması sırasında, hareket eden su ile hortumun iç...
Copyright © Taizhou Shenlong Fire Science and Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
