Введение к работе
Актуальность темы диссертации обусловлена необходимостью совершенствования, методов гидравлического расчета разветвленных водопроводов, которые широко используются в системах водяного и пенного пожаротушения крупных промышленных комплексов и сооружения. Существующие методики расчета этих систем несовершенны и не полксстьо учитывают специфичные для зко.плуатации стационарных устиновок пожаротуиения гидравлические параметры нефиксированного процесса отбора воды. Все ото приводит к неоправданному расходованию воды, завышению металлоемкости трубопроводов, излишней энергоемкости насосно-снлового оборудования.
Актуальность темы обусловлена текяе высокими темпами строительства этого вида водопроводов и существенным размером ожидаемого экономического эффекта в результате выявления скрытых резервов экономии при устранении неточностей результата расчета гидравлических параметров систем подачи и распределения жидкости.
Цель работы - создать и внедрить в практику проектирования новый итерационный метод гидравлического расчета епринклерно-дренчерных установок, более полно учитывающий гидравлические параметры процесса подачи и распределения жидкости, который обеспечит устойчивув и бесперебойную работу систем, снизит потребление воды, уменьшит металлоемкость трубопроводов и сократит потребление электроэнергии при работе водопитателя.
В связи с поставленной целью сформулированы задачи исследования;
изучить существующие методики расчета и проектирования спринклерно-дренчерных систем водяного и пенного пожаротушения, а также проанализировать результаты теоретических и экспериментальных исследований советских и зарубежных авторов по гидравлике разветвленных водопроводов с иэменкклцимся вдоль пути расходом воды;
исследовать гидравлические параметры процесса истечения жидкости из водяных оросителей и высокопроизводительных пено-генераторов, установленных на распределительных трубопроводах стационарных систем пожаротушения современных зданий и сооружений ;
разработать новую методику гидравлического расчета разветвленных водопроводов при нефиксированном отборе воды;
провести экспериментальное проектирование и гидравлические расчеты различных вариантов схемспринклерно-дренчерных установок на ЭВМ с определением технико-экономических показателей;
внедрить результаты диссертационного исследования в реальных проектах систем пожаротушения крупных народнохозяйственных объектов.
Обьект и методы исследований. Объектом исследований являются разветвленные водопроводы с типичными узлами отбора жидкости
из них, применяемые з стационарных системах пожаротушения современных зданий и сооружений. Экспериментальные исследования проведены для следующих элементов:
оросители водяные спринклеркые типа ОВС с диаметром отверстия истечение d0" 5.. .20 мм;
пеногенераторы шюгоструйные типа ГМС с диаметрами отверо') ш истечения ol0 а б...10 мм;
узлы отбора жидкости из распределительных трубопроводов dT - 20...100 мм;
типичные распределительные рядки спринклерно-дренчерных установок;
экспериментальные и реальные проекты установок водяного и пенного пожаротушения крупных самолетных ангаров и складов горючесмазочных материалов.
Аналитические исследования и теоретические решения базируйте я на фундаментальных законах механики жидкости и теории водоснабжения, гидравлики водопроводного оборудования, а также на современных расчетно-экспериментальных методах научного анализа.
В процессе выполнения диссертационной работы использованы апробированные и стандартные методы количественного и качественного анализа, методы статистической обработки результатов экспериментов, а также официальные методики оценки экономического эффекта внедряемых разработок.
Исследования проведены с использованием ЭВМ и в лаборатории на специальной экспериментальной установке. Методика исследований предусматривала всесторонний анализ отечественных и зарубежных нер.м и методо* гидравлического расчета, тестовое и реальное проектирование с технико-экономическим анализом результатов.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следую-
щем: .
на основании анализа результатов проведенных экспериментов получены новые гидравлические параметры нефиксированного отбора жидкости из разветвленных водопроводов;
получены новые гидравлические зависимости коэффициента расхода И = > (Re-n d0) для водяных оросителей с диаметрами отверстия истечения do Ь... 20 мм и высокопроизводительных пе-ногенераторов с диаметрами отверстия истечения d0 « 6...10 мм;
уточнены параметры в эмпирической формуле гидравлического уклона трубопроводов спринклерно-дренчерных систем, имеющих различный срок эксплуатации;
разработан итерационный метод гидравлического расчета систем водяного и пенного пожаротушения при использовании полученных параметров нефиксированного отбора жидкости из разветвленных водопроводов.
Практическая ценность работы заключается в том, что в ней рассмотрены и решены задачи, связанные с совершенствованием методики гидравлического расчета систем водяного и пенного пожаротушения крупных промышленных комплексов. Предложенная методика гидравлического расчета позволяет получить более точные значения гидравлических параметров системы подачи и распределения жидкости и устранить связанные с большими погрешностями результатов расчета неоправданное потребление воды для работы установок водяного и пенного пожаротушения, сократить вместимость резервуаров для хранения запасов воды, уменьшить установочную мощность на-сосно-силового оборудования водопитателей и снизить металлоемкость трубопроьодов системы подачи и распределения жидкости.
Использование результатов диссертациснного исследования в практике проектирования систем подачи и распределения воды уста-
новок водяного и пзнного пожаротушения дает ощутимый экономический эффект.
Апробация работа. Основные положения диссертационной работы докладывались: на Семинаре "Обеспечение надежности систем хоэяя-стеєнно-ш:тьєчого водоснабжения" (Московский дон научно-технической пропаганды 1989 г.), на XLV11 научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ института, посвященной 70-летию МИСИ им.В.В.Куйбышева (г.Москва 1991 г.), на научно-техническом Совете института Лекаэрспроект (Ленинград 1990 г.).
Внедрение результатов работы. Результаты экспериментальных исследований и разработанная методика гидравлического расчета использованы институтом Леиаоропроект при проектировании крупных ангаров в аэропортах "Рига", "Таллинн", на гаводе 405 МГА, а также на складе ГСМ аэропорта Алма-Ата. Экономический эффект от внедрения составляет более 660 тыс.руб. в год.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано четыре статьи.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы из 103 наименований и приложений. Она изложена на 166 страницах машинописного текста, включая 41 рисунков, 21 таблиц и 4 приложений.
На зашиту выносятся:
результаты экспериментальных исследований гидравлических параметров процесса истечения жидкости чтвз оросители и пено-генеротсры енринклерно-дренчериых установок;
гидравлические зависимости и эмпирические формулы, описывающие нефиксчроранныП отбор жидкости из разветвленных трубопроводов спринклерно-дрекчегных установок водяного и пенного пожа-
_ 8 -
ротушения;
методика гидравлического расчета (спринклерно-дренчерных установок), учитывающая полученные соискателям новые гидравлические параметры процесса нефиксированного отбора жидкости.;
результаты гидравлического расчета и экспериментального проектирования спринклерно-дренчерных установок, показатели тех нико-экономнческого анализа и данные о внедрении предложений диссертации в практику.