از ارسال پیام دریغ نکنید
ژاکت تک ، آستر لاستیکی EPDM ویژگی • 100 ٪ ژاکت پلی استر با سرعتی بالا ، روکش لاستیک...

از دست دادن اصطکاک در شلنگ آتش نشانی کاهش فشار آب است که هنگام جریان آب در طول شیلنگ رخ می دهد که ناشی از مقاومت بین آب متحرک و دیواره های داخلی شلنگ است. این یک ناراحتی عملیاتی جزئی نیست - این یک محدودیت هیدرولیکی اساسی است که تعیین می کند که آیا یک نازل جریان و فشار کافی را در نقطه حمله ارائه می دهد یا اینکه خدمه به آتشی می رسند که آب کافی برای کنترل آن وجود ندارد.
هر پا شلنگ گذاشته شده، هر کوپلینگ متصل، هر تغییر ارتفاع، و هر افزایش در سرعت جریان به کل تلفات اصطکاک میافزاید که اپراتور پمپ باید بر آن غلبه کند. در بدترین سناریو، تلفات ناشی از اصطکاک منجر به تلفات ناشی از آتش سوزی شده است. - خدمه در حال پیشروی به داخل سازههایی با طرحبندی شلنگ هستند که تلفات اصطکاک بسیار بیشتری نسبت به پمپ جبران میکند و در نتیجه فشار نازل ناکافی در زمانی که بیشتر مورد نیاز بود، ایجاد میکند. بنابراین درک، محاسبه و مدیریت تلفات اصطکاک آکادمیک نیست - از نظر عملیاتی برای هر سازمان آتش نشانی حیاتی است.
اتلاف اصطکاک از سه پدیده فیزیکی متقابل ناشی می شود که آب از طریق شیلنگ آتش نشانی تحت فشار حرکت می کند.
مولکول های آب در تماس مستقیم با دیواره داخلی شیلنگ توسط نیروهای چسبندگی کند می شوند. این یک گرادیان سرعت در سطح مقطع شلنگ ایجاد می کند - آب در مرکز سریعترین جریان را دارد. آب در دیوار اساسا ثابت است. انرژی مورد نیاز برای حفظ این پروفیل سرعت از فشار موجود در شیلنگ گرفته می شود. سطوح داخلی زبرتر این اتلاف انرژی را افزایش می دهد ; آسترهای شیلنگ مصنوعی با سوراخ صاف آن را در مقایسه با سازه های لاستیکی یا پارچه ای قدیمی تر به حداقل می رساند.
در سرعت های جریان معمول در عملیات شلنگ آتش نشانی، جریان آب تقریباً همیشه متلاطم است تا آرام. جریان آشفته باعث برخورد تصادفی مولکول های آب می شود و انرژی جنبشی (فشار) را از طریق اصطکاک داخلی به گرما تبدیل می کند. درجه تلاطم - که با عدد رینولدز بدون بعد کمیت می شود - با سرعت و نسبت قطر شلنگ به زبری افزایش می یابد. از نظر عملی، تلاطم به این معنی است که تلفات اصطکاک تقریباً با مجذور سرعت جریان افزایش می یابد : دوبرابر کردن سرعت جریان، تلفات اصطکاک را چهار برابر می کند، در حالی که همه چیز برابر است.
کوپلینگها، کاهندهها، وسایل برقی، دستگاههای جریان اصلی و خمهای تیز در شیلنگ همگی باعث کاهش فشار اضافی فراتر از تلفات اصطکاک شیلنگ مستقیم میشوند. این "تلفات جزئی" به عنوان طول معادل شیلنگ مستقیم بیان می شود - برای مثال، یک آبکش استاندارد 2½ اینچی دارای مقاومتی معادل تقریباً 25 فوت شیلنگ 2 و نیم اینچی در جریان های معمولی در طرحبندی شلنگهای پیچیده با چندین دستگاه، تلفات جزئی میتواند کسر قابل توجهی از تلفات کل سیستم را نشان دهد.
پنج متغیر تعیین می کنند که چه مقدار از دست دادن اصطکاک در هر شلنگ مشخص رخ می دهد. درک اینکه چگونه هر یک بر نتیجه تأثیر می گذارد، پایه و اساس محاسبات هیدرولیکی عملی در زمین آتش است.
قطر شیلنگ تنها قوی ترین متغیری است که بر کاهش اصطکاک تأثیر می گذارد. تلفات اصطکاک تقریباً با کاهش می یابد قدرت پنجم قطر - به این معنی که دوبرابر کردن قطر شیلنگ باعث کاهش اتلاف اصطکاک به میزان تقریبی 32 در دبی یکسان می شود. این رابطه توضیح می دهد که چرا شیلنگ با قطر بزرگ (LDH) در 4 یا 5 اینچ برای خطوط تامین استفاده می شود: اجرای 1000 GPM از طریق شیلنگ 4 اینچی کسری از اتلاف اصطکاک را ایجاد می کند که همان جریان از طریق شیلنگ 2 و نیم اینچی ایجاد می کند.
همانطور که در بالا ذکر شد، تلفات اصطکاک تقریباً با مجذور سرعت جریان در شرایط جریان آشفته افزایش مییابد. طرح شلنگی که 10 PSI کاهش اصطکاک در هر 100 فوت در 100 GPM ایجاد می کند، تقریباً 40 PSI در هر 100 فوت در 200 GPM تولید می کند - نه 20 PSI. این رابطه غیر خطی به این معنی است افزایش نرخ جریان تاثیر نامتناسبی زیادی بر کاهش اصطکاک دارد و اپراتورهای پمپ باید این را در زمانی که خدمه جریان نازل را در اواسط کار افزایش می دهند، در نظر بگیرند.
تلفات اصطکاک مستقیماً با طول شیلنگ متناسب است - دوبرابر کردن طول اتلاف اصطکاک را در سرعت جریان و قطر ثابت دو برابر می کند. شلنگ های استاندارد آتش نشانی با افزایش 50 فوت یا 100 فوت اندازه گیری می شوند و جداول کاهش اصطکاک معمولاً در هر 100 فوت شیلنگ برای ساده کردن محاسبات بیان می شود. هر بخش اضافی از شیلنگ اضافه شده به یک لایه نیاز به افزایش متناظر در فشار تخلیه پمپ برای حفظ فشار نازل دارد.
شیلنگ جدید با آسترهای داخلی صاف نسبت به شلنگ های قدیمی با آسترهای تخریب شده، پیچ خوردگی یا بخش های فرو ریخته اصطکاک کمتری ایجاد می کند. ضرایب تلفات اصطکاک منتشر شده در جداول استاندارد فرض میکند که شیلنگ در شرایط خوب قابل استفاده است. شلنگ پیچ خورده می تواند تلفات اصطکاک موضعی چندین برابر بیشتر از مقادیر مستقیم ایجاد کند در نقطه پیچ خوردگی - یک خطر عملیاتی قابل توجه زمانی که خدمه بر فشار پمپ محاسبه شده تکیه می کنند.
در حالی که تغییر ارتفاع از نظر فنی یک پدیده جدا از تلفات اصطکاک است (این یک تغییر فشار هیدرواستاتیکی است نه یک اثر اصطکاک)، باید در محاسبات فشار کل پمپ در کنار تلفات اصطکاک لحاظ شود. هر 1 فوت افزایش ارتفاع به حدود 0.434 PSI فشار پمپ اضافی نیاز دارد ; یک ساختمان 10 طبقه با طبقات در فواصل تقریباً 10 فوتی به تقریباً 43 PSI فشار اضافی در هر طبقه بالاتر از سطح خیابان نیاز دارد که در بالای تمام تلفات اصطکاک در طرح شلنگ قرار می گیرد.
چندین فرمول کاهش اصطکاک در هیدرولیک خدمات آتش نشانی استفاده می شود. دو مورد که بیشترین کاربرد را در بخش آتش نشانی آمریکای شمالی دارند عبارتند از فرمول پذیره نویسان (همچنین روش دستی یا فرمول 2س² س نامیده می شود) و دقیق تر معادله هازن ویلیامز . هر دو در PSI در هر 100 فوت شیلنگ نتیجه می دهند.
رایج ترین فرمول آموزش داده شده برای محاسبه تلفات اصطکاک زمین آتش در شیلنگ 2½ اینچی:
FL = 2Q² Q
کجا Q = نرخ جریان در صدها GPM (بنابراین 250 GPM = Q از 2.5)، و FL = کاهش اصطکاک در PSI به ازای هر 100 فوت شیلنگ 2½ اینچی.
مثال: در 250 GPM تا شیلنگ 2½ اینچی - Q = 2.5 - FL = 2 (2.5²) 2.5 = 2 (6.25) 2.5 = 12.5 2.5 = 15 PSI در هر 100 فوت .
این فرمول به طور خاص برای شلنگ 2 و نیم اینچی طراحی شده است و به طور مستقیم برای قطرهای دیگر قابل استفاده نیست. برای سایر سایزهای شلنگ از فاکتورهای اصلاح یا جداول جداگانه استفاده می شود.
یک فرمول کلی تر از دست دادن اصطکاک که برای هر قطر شیلنگ قابل استفاده است:
FL = C × Q² × L
کجا C = ضریب تلفات اصطکاک برای قطر شیلنگ خاص (از جداول منتشر شده)، Q = جریان در صدها GPM، و L = طول شلنگ به صدها پا.
ضریب C به طور قابل توجهی با قطر شلنگ متفاوت است - نشان دهنده تأثیر چشمگیر قطر بر کاهش اصطکاک است. مقادیر ضرایب استاندارد مورد استفاده در مراجع هیدرولیک IFSTA و NFPA تقریباً عبارتند از:
تفاوت بسیار زیاد بین شیلنگ 1¾ اینچی (C = 15.5) و 5 اینچی (C = 0.08) دقیقاً نشان می دهد که چرا از خطوط تغذیه با قطر بزرگ برای تحویل آب با حجم بالا استفاده می شود - فیزیک هر رویکرد دیگری را از نظر هیدرولیکی در مقیاس غیرعملی می کند.
| اندازه شلنگ | 100 GPM | 150 GPM | 200 GPM | 300 GPM | 500 GPM | 1000 GPM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1¾ اینچ | 15.5 PSI | 34.9 PSI | 62.0 PSI | 139.5 PSI | - | - |
| 2 و نیم اینچ | 2.0 PSI | 4.5 PSI | 8.0 PSI | 18.0 PSI | 50.0 PSI | - |
| 3 اینچ | 0.8 PSI | 1.8 PSI | 3.2 PSI | 7.2 PSI | 20.0 PSI | - |
| 4 اینچ LDH | 0.2 PSI | 0.45 PSI | 0.8 PSI | 1.8 PSI | 5.0 PSI | 20.0 PSI |
| 5 اینچ LDH | 0.08 PSI | 0.18 PSI | 0.32 PSI | 0.72 PSI | 2.0 PSI | 8.0 PSI |
این مقادیر به وضوح نشان میدهند که چرا شلنگ حمله 1¾ اینچی - تولید بیش از 60 PSI اتلاف اصطکاک در هر 100 فوت با سرعت 200 GPM - طول لایهگذاری عملی را قبل از نزدیک شدن فشار پمپ به محدودیتهای عملیاتی به 200 تا 300 فوت محدود میکند. در مقابل، شیلنگ تغذیه 5 اینچی می تواند 1000 GPM را در طول یک مایل با تلفات اصطکاک قابل کنترل ارائه دهد.
هدف اپراتور پمپ تعیین فشار موتور مورد نیاز (EP) - که فشار تخلیه پمپ (PDP) نیز نامیده میشود - برای ارائه فشار صحیح نازل (NP) در انتهای هر طرح شلنگ است. معادله اساسی این است:
EP = NP FL EL ± BP
کجا: NP = فشار نازل مورد نیاز (معمولاً 100 PSI برای هندلاین های صاف، 75 PSI برای نازل های ترکیبی 1¾ اینچی در تنظیمات فشار پایین، 100-200 PSI برای جریان های اصلی). FL = از دست دادن کل اصطکاک در تمام بخش های شلنگ. EL = از دست دادن ارتفاع (0.434 PSI به ازای هر فوت افزایش ارتفاع، کسر برای سرازیری lay). BP = فشار برگشتی از دستگاه ها.
سناریو: 200 فوت شیلنگ حمله 1¾ اینچی که با سرعت 150 GPM از طریق یک نازل ترکیبی با فشار نازل 75 PSI جریان مییابد. بدون تغییر ارتفاع
سناریو: 150 فوت شیلنگ 2 و نیم اینچی با سرعت 250 GPM از یک اتصال پایه در طبقه 10 (تقریباً 90 فوت ارتفاع) از طریق یک نازل صاف که به فشار نازل 50 PSI نیاز دارد.
این نشان میدهد که چرا عملیات لولههای ایستاده بلند به پمپهای آتشنشانی برای تکمیل فشار سیستم ساختمان نیاز دارد - اکثر سیستمهای پایه برای ارائه 100 PSI در بالاترین خروجی طراحی شدهاند که برای غلبه بر تلفات ارتفاع و اصطکاک در شلنگ حمله بدون پمپاژ اضافی کافی نیست.
چیدمان شیلنگ های آتش نشانی واقعی به ندرت شامل یک خط شلنگ با قطر ثابت است. اپراتورهای پمپ باید تلفات اصطکاک را برای لایههای موازی، طرحبندیهای متحرک و خطوط تامین سیامس محاسبه کنند - که هر کدام به یک رویکرد محاسباتی متفاوت نیاز دارند.
سادهترین طرح - تلفات اصطکاک مجموع تلفات اصطکاک در هر بخش شیلنگ است. اگر مقاطع دارای قطرهای متفاوتی هستند (به عنوان مثال، یک خط تغذیه 3 اینچی از طریق یک لوله دریچه ای به شیلنگ حمله 1¾ اینچی کاهش می یابد)، تلفات اصطکاک را به طور جداگانه برای هر بخش در جریان واقعی از آن بخش محاسبه کنید.
هنگامی که یک خط تامین منفرد از طریق یک دستگاه wye به دو خط حمله تقسیم می شود، جریان کل بین دو شاخه تقسیم می شود . اگر هر دو شاخه یکسان باشند و به طور مساوی جریان داشته باشند، هر کدام نیمی از کل جریان را حمل می کنند. تلفات اصطکاک بر روی هر شاخه با آن نرخ جریان کاهش یافته محاسبه می شود - نه در نرخ کل جریان. یک خطای رایج محاسبه تلفات اصطکاک در جریان کل پمپ از طریق خطوط حمله است که به طور چشمگیری تلفات اصطکاک واقعی را بیش از حد تخمین می زند و باعث می شود اپراتور پمپ خطوط را تحت فشار قرار دهد.
مثال: مجموع 300 GPM از طریق یک wye به دو خط حمله 1¾ اینچی مساوی. هر خط 150 GPM دارد - نه 300 GPM. تلفات اصطکاک در هر خط در 150 GPM محاسبه می شود که تقریباً 34.9 PSI در هر 100 فوت به جای 139.5 PSI در هر 100 فوت که 300 GPM تولید می کند، می دهد.
دو خط تغذیه که با هم در یک ورودی پمپاژ قرار گرفته اند، به طور موثر ظرفیت جریان منبع تغذیه را با افت اصطکاک یکسان دو برابر می کنند. هنگامی که دو خط با قطر مساوی جریان های مساوی را به یک سیامی حمل می کنند، هر کدام نیمی از جریان کل را حمل می کنند - بنابراین تلفات اصطکاک در هر خط با نصف جریان تحویل کل محاسبه می شود. این اجازه می دهد تا مجموع جریان های به طور قابل توجهی بالاتر در محدوده فشار شیلنگ تامین شود.
هنگامی که از دست دادن اصطکاک باعث محدود شدن جریان موثر می شود، چندین تنظیم تاکتیکی و تجهیزات می تواند آن را کاهش دهد - برخی بلافاصله در صحنه در دسترس هستند، برخی دیگر در بخش SOG و برنامه ریزی قبل از حادثه تعبیه شده اند.
موثرترین مداخله منفرد. در جایی که SOG های بخش اجازه می دهند، استفاده از شلنگ حمله 2.5 اینچی به جای 1¾ اینچ برای عملیات های با جریان بالا به طور چشمگیری اتلاف اصطکاک را کاهش می دهد - تقریباً 7 تا 8 با سرعت جریان یکسان. بسیاری از بخش هایی که برای عملیات تجاری و صنعتی به خطوط حمله 2 و نیم اینچی یا 3 اینچی تغییر مکان داده اند، جریان نازل مؤثرتری را از فشار پمپ یکسان به دست آورده اند.
قرار دادن دستگاه نزدیکتر به ساختمان آتش نشانی طول شلنگ و در نتیجه اتلاف اصطکاک را به طور متناسب کاهش می دهد. کاهش 100 فوتی در طول بستر در یک خط 1¾ اینچی با سرعت 150 GPM، تقریباً 35 PSI از اتلاف اصطکاک را کاهش میدهد - باعث میشود فشار نازل یا نرخ جریان بالاتر از فشار تخلیه پمپ یکسان باشد.
کجا 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.
قرار دادن دو خط تغذیه موازی از یک هیدرانت به پمپ - سیامز در ورودی - ظرفیت تامین را دوبرابر می کند و تلفات اصطکاک را در هر خط به یک چهارم آنچه که یک خط در همان جریان کل تجربه می کند کاهش می دهد (زیرا هر خط نیمی از جریان را حمل می کند و تلفات اصطکاک به صورت مجذور جریان در مقیاس: (½)² = ). برای تامین طولانی مدت یا عملیات با تقاضای بالا، خطوط تامین دوگانه راه حل استاندارد برای محدودیت های تلفات اصطکاک هستند.
شیلنگ با آسترهای تخریب شده، پیچ خوردگی مزمن، بخش های فروریخته در اثر آسیب خرد شدن، یا کوپلینگ های خورده، تلفات اصطکاک بیشتری نسبت به ضرایب منتشر شده ایجاد می کند. آزمایش منظم شلنگ بر اساس NFPA 1962 - تست سرویس سالانه با 250 PSI برای شلنگ حمله و 200 PSI برای شیلنگ تامین - شیلنگی را شناسایی می کند که به حدی خراب شده است که بر عملکرد هیدرولیک و ایمنی عملیاتی تأثیر بگذارد. شیلنگی که در تست سرویس ناموفق است باید فوراً از سرویس خط مقدم خارج شود.
هر وسیله ای که در طرح شلنگ قرار دارد، افت اصطکاک را معادل ده ها فوت شلنگ اضافی اضافه می کند. بررسی تنظیمات بار شیلنگ استاندارد برای حذف کاهندههای غیر ضروری، کوپلینگهای اضافی و وسایلی که معمولاً در آن قرار میگیرند اما از نظر عملیاتی مورد نیاز نیستند، میتواند به طور معنیداری اتلاف اصطکاک سیستم را بدون تغییر در سرعت جریان یا قطر شیلنگ کاهش دهد.
مشخصات تلفات اصطکاک شیلنگ آتش نشانی مستقیماً توسط استانداردهای ساخت و آزمایش که بر مشخصات عملکرد شلنگ آتش نشانی در سراسر جهان حاکم است، پرداخته می شود.
NFPA 1961 الزامات عملکردی را برای شلنگ آتش نشانی فروخته شده در ایالات متحده تعیین می کند، از جمله حداکثر افت فشار قابل قبول (اتلاف اصطکاک) در هر 100 فوت در نرخ جریان آزمایشی مشخص. این استاندارد مشخص می کند که شلنگ حمله نباید از محدودیت های تلفات اصطکاک تعریف شده در جریان نامی تجاوز کند - تضمین می کند که شیلنگ مطابق با NFPA 1961 مطابق با مفروضات هیدرولیکی محاسبات فشار پمپ استاندارد عمل می کند. شلنگی که نتواند این محدودیت ها را برآورده کند - چه جدید چه در حال خدمت - نمی تواند به طور قابل اعتماد فشار پمپ محاسبه شده ای را که ایمنی خدمه به آن بستگی دارد پشتیبانی کند.
NFPA 1962 نگهداری و آزمایش شلنگ در حین کار را کنترل می کند. آزمایش سالانه سرویس در فشارهای نامی، شیلنگ را شناسایی می کند که تا حد خطر ایمنی یا کاهش عملکرد هیدرولیک تخریب شده است. خرطومی که به شدت تاب خورده است، در معرض مواد شیمیایی قرار گرفته یا به طور نامناسب ذخیره شده است، ممکن است دارای پوشش داخلی تخریب شده باشد که تلفات اصطکاک را بالاتر از مقادیر طراحی افزایش می دهد - وضعیتی که از بازرسی خارجی نامرئی است اما از طریق آزمایش فشار و اندازه گیری جریان قابل تشخیص است.
استاندارد بین المللی برای عملکرد شلنگ آتش نشانی، که به طور گسترده در خارج از آمریکای شمالی ارجاع شده است. ISO 14557 الزامات افت فشار (اتلاف اصطکاک) را در شرایط تست استاندارد مشخص می کند، و یک معیار بین المللی سازگار برای عملکرد هیدرولیک شلنگ ارائه می دهد که از محاسبات تلفات اصطکاک مورد استفاده توسط ادارات آتش نشانی در سطح جهانی پشتیبانی می کند.
موثرترین مدیریت تلفات اصطکاک قبل از حادثه اتفاق می افتد - در طول برنامه ریزی قبل از حادثه برای خطرات هدف، زمانی که پیکربندی بار شلنگ طراحی می شود، و زمانی که بخش SOG فشار پمپ عملکرد استاندارد را برای طرح های شلنگ معمولی ایجاد می کند.
از دست دادن اصطکاک در 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. فشار نازل کافی با محاسبه دقیق تلفات اصطکاک شروع می شود.
ژاکت تک ، آستر لاستیکی EPDM ویژگی • 100 ٪ ژاکت پلی استر با سرعتی بالا ، روکش لاستیک...
کابینت های آتش نشانی برای قرار دادن شیلنگ آتش سوزی ، دریچه و سایر تجهیزات آتش نشانی طراحی شده اند...
ژاکت تک ، آستر TPU • نخ پلی استر با اختلال بالا ، دایره ای بافته شده در بافت دوقل •...
شیلنگ پوشیده از نیتریل • ترکیب نیتریل/TPR به عنوان پوشش و روکش ، با تقویت 100 ٪ نخ پلی است...
ژاکت تک ، آستر TPU • نخ پلی استر با اختلال بالا ، دایره ای بافته شده در پارچه Twill , TPU ...
شیلنگ دریایی ژاکت تک ، آستر پی وی سی • 100 ٪ نخ پلی استر با سرعتی بالا ، دایره ای ب...
شیلنگ دریایی ژاکت منفرد ، آستر پی وی سی ، PU روکش شده • 100 ٪ نخ پلی استر با سرعتی ...
با ما تماس بگیرید
+86 159-5116-9511
نیاز به پشتیبانی
دفتر مرکزی
No.58 ، جاده Kechuang ، خیابان Sixiang Medicine Gaoxin District Taizhou City ، استان جیانگسو
از دست دادن اصطکاک در شیلنگ آتش نشانی چیست - و چرا این یک مشکل ایمنی جانی است از دست دادن اصطکاک در شلنگ آتش نشانی کاهش فشار آب است که هنگام جریان آب در طول شیلنگ رخ می دهد که ن...
Copyright © شرکت علوم و فناوری آتش نشانی Taizhou Shenlong ، آموزشی ویبولیتین All Rights Reserved.
