SZKOŁA GŁÓWNA SŁUŻBY POŻARNICZEJ

Katedra Techniki Pożarniczej

Zakład Hydromechaniki i Przeciwpożarowego Zaopatrzenia Wodnego

LABORATORIUM HYDROMECHANIKI

ĆWICZENIE NR 15

TEMAT: KOMPUTEROWE BADANIE TAKTYCZNYCH UKŁADÓW ROZWINIĘĆ LINII WĘŻOWYCH

WARSZAWA, 2002 r.

Objaśnienia:

H_max - maksymalna wysokość podnoszenia pompy [m]

Q_max - maksymalny wydatek pompy [l/s]

n_p - liczba pomp (n_p<=2)

S_o - oporność węża w linii głównej w [ms²/l²]

n_g - liczba linii głównych (<=2)

l_g - długość węża linii głównej [m]

S_o^I - oporność węża w linii gaśniczej 1-szego poziomu [ms²/l²]

n_g^I - liczba linii gaśniczych 1-szego poziomu

l_g^I - długość węża linii gaśniczej 1-szego poziomu [m]

S_o^II - oporność węża w linii gaśniczej 2-giego poziomu [ms²/l²]

n_g^II - liczba linii gaśniczych 2-giego poziomu

l_g^II - długość węża linii gaśniczej 2-giego poziomu [m]

S_r^I - oporność rozdzielacza łączącego linię główną z linią gaśniczą 1-szego poziomu [s²/l²]

S_r^II - oporność rozdzielacza łączącego linię główną z linią gaśniczą 2-giego poziomu [s²/l²]

S_pr - oporność prądownicy (działka) linii gaśniczej 1-szego poziomu [s²/l²]

z - różnica wysokości pomiędzy pompą a ostatnim poziomem linii gaśniczych [m].

Q_p - wydatek odpowiadający punktowi pracy pompy [l/s]

H_p - wysokość podnoszenia odpowiadająca punktowi pracy pompy [m]

n_p - obroty pompy [obr/min]

Q_pr - wydatek na pradownicy (działku) [l/s]

H_pr - ciśnienie na prądownicy (działku) [m]

H_wzl - wysokość wzlotu [m]

H_zw - wysokość prądu zwartego [m]

L_max - maksymalny zasięg prądownicy (działka) [m]

H_n - nominalna wysokość podnoszenia pompy [m],

Q_n - nominalny wydatek pompy [l/s],

n_n - nominalne obroty pompy [obr/min],

a[i]- współczynnik a w równaniu i-tej pompy,

b[i]- współczynnik b w równaniu i-tej pompy

n[i]- napływ na i+1 pompę w systemie przetłaczania wody [m]

l_g[i]- długość i-tego węża linii głównej łączącego i-tą oraz i+1-szą pompę,

z[i]- różnica wysokości pomiędzy i-tą i i+1-szą pompą.

1. Podstawy teoretyczne

Taktyczne układy rozwinięć linii wężowych stosuje się podczas prowadzenia akcji gaśniczych. W zależności od wielkości pożaru i posiadanego sprzętu są one mniej lub bardziej skomplikowane. W praktyce najczęściej stosuje się układ składający się z linii głównej i jednej do trzech linii gaśniczych, zasilanych pojedynczą pompą pożarniczą.

Dla potrzeb tego ćwiczenia założono, że rozwinięcia będą zawierały różne kombinacje połączeń pomp (szeregowe i równoległe) a układy linii wężowych będą budowane z różnego rodzaju węży i sprzętu do podawania wody. W związku z tym będziemy mieli do czynienia z projektami rozwinięć symetrycznymi i niesymetrycznymi.

Na rys.1 pokazano przykładowy układ symetryczny składający się z dwóch pomp połączonych szeregowo, dwóch linii głównych i dwóch poziomów linii gaśniczych.

linie linie gaśnicze linie gaśnicze

główne 1-szego poziomu 2-giego poziomu

l_g^II S_o^II S_pr^II

l_g^I S_o^I

S_r^II

l_g S_og S_r^I

H_max, Q_max

l_g S_og

Rys.1. Przykład układu symetrycznego linii.

Natomiast na rys.2 pokazano układ niesymetryczny składający się z dwóch pomp połączonych równolegle oraz dwóch poziomów linii gaśniczych.

linie linie gaśnicze linie gaśnicze

główne 1-szego poziomu 2-giego poziomu

l_g^I[1,1] S_o^I S_o^II l_g^II[1,1,1] S_pr^II[1,1,1]

S_r^II l_g^II[1,1,2] S_pr^II[1,1,2]

l_g[1] S_og S_r^I l_g^I[1,2]

l_g^I[2,1]

H_max, Q_max

l_g^I[2,2]

l_g[2] S_og

Rys.2. Przykład układu niesymetrycznego linii wężowych składającego się z:

- dwóch pomp połączonych równolegle (n_p=2),

- dwóch linii głównych (n_g=2),

- trzech linii gaśniczych I-szego poziomu (n_g^I =3),

- dwóch linii gaśniczych II-poziomu (n_g^II =2)

Do przetłaczania wody na duże odległości służy układ składający się z kilku lub

więcej pomp połączonych szeregowo za pośrednictwem układu węży.

Schemat takiego układu pokazano na rys.3.

napływ napływ napływ napływ S_o^I H_pr

n(1) n(i-1) n(i) n(n_p-1) S_pr

l_g^I Q_pr

Q_p

• • • • • •

l_g[1] l_g[i] l_g[n_p]

Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa S_r^I

1 2 i i+1 n_p

Rys.3. Schemat układu przetłaczania wody na duże odległości.

Do opracowania algorytmów obliczeniowych wykorzystano następujące

zależności:

1. równanie pompy

H_p = a - b (Q_p)² - równanie pompy

gdzie:

a = n_p H_max b = a/(Q_max)² - połączenie szeregowe

a = H_max b = a/(n_p Q_max)² - połączenie równoległe

- prawo powinowactwa charakterystyk

2. oporności zastępcze węży pożarniczych

- połączenie szeregowe

- połączenie równoległe w układzie niesymetrycznym

- połączenie równoległe w układzie symetrycznym

3. parametry punktu pracy pompy

- wydatek na pompie

- ciśnienie na pompie

4. parametry pracy prądownicy

- wydatek na prądownicy w układzie symetrycznym [l/s]

- ciśnienie na prądownicy [msw]

- maksymalna wysokość wzlotu prądu [m]

gdzie:

- wysokość prądu zwartego [m] (m=0,8)

- maksymalny teoretyczny zasięg prądownicy [m]

- optymalne ciśnienie na prądownicy [msw]

- optymalny wydatek na prądownicy [l/s]

5. maksymalna długość linii głównej umożliwiająca przetłoczenie wody przy

założonym wydatku średnim Q_p , zadanej liczbie pomp n_p i danym rozwinięciu gaśniczym

L_max = L_g[1] + .......... L_g[i] + ......... L_g[n_p]

gdzie:

i = 2 ... n_p-1

gdzie:

Poniżej przedstawiono krótką charakterystykę podstawowych elementów

wchodzących w skład modelowanego układu oraz podano wartości danych

wejściowych modelu cyfrowego:

1. Pompy

Przyjęto trzy podstawowe typy pomp M 8/8, A 16/8 i A 32/8. Do obliczeń przyjęto równanie pompy o postaci: H_p=a-bQ_p². Współczynniki a i b równania pomp wyznaczono w oparciu o rzeczywiste charakterystyki tych pomp.

Motopompa M 8/8 - jest zespołem pompy typu PO 5 i silnika spalinowego typu 145. Pompa PO 5 jest dwustopniową pompą wirową, odśrodkową z kierownicami. Wirnik ułożyskowany jest w łożyskach ślizgowym i tocznym. Pompa ma wydajność nominalną Q_n=13,3 l/s, wysokość podnoszenia H_p=80 msw przy geometrycznej wysokości ssania H_gs=1,5 m. Prędkość obrotowa wynosi n=3400 obr/min. Pompa wyposażona jest w jedną nasadę ssawną 110 i dwie nasady tłoczne 75.

Rys. 4. Charakterystyka motopompy M 8/8. Linia ciągła przedstawia charakterystykę rzeczywistą, linia przerywana charakterystykę obliczeniową.

Współczynniki równania pompy M 8/8 wynoszą: a=120, b=0,03.

Równanie pompy H_p=120-0,03Q_p².

Autopompa 16/8 - dwustopniowa pompa wirowa, odśrodkowa. Wirnik ułożyskowany jest w łożyskach ślizgowym i tocznym. Pompa ma wydajność nominalną Q_n=26,6 l/s przy wysokości podnoszenia H_p=85 msw. Prędkość obrotowa wynosi

n=2500 obr/min. Pompa wyposażona jest w jedną nasadę ssawną 110 i dwie nasady tłoczne 75.

Rys. 5. Charakterystyka autopompy A16/8. Linia ciągła przedstawia charakterystykę rzeczywistą, linia przerywana charakterystykę obliczeniową.

Współczynniki równania pompy A 16/8 wynoszą: a=120, b=0,075.

Równanie pompy H_p=120-0,075Q².

Autopompa 32/8 - dwustopniowa pompa wirowa, odśrodkowa. Wirnik ułożyskowany jest w łożyskach ślizgowym i tocznym. Pompa ma wydajność nominalną Q_n=53,3 l/s przy wysokości podnoszenia H_p=85 msw. Prędkość obrotowa wynosi

n=2700 obr/min. Pompa wyposażona jest w dwie nasady ssawne 110 i cztery nasady tłoczne 75.

Rys. 6. Charakterystyka autopompy A 32/8. Linia ciągła przedstawia charakterystykę rzeczywistą, linia przerywana charakterystykę obliczeniową.

Współczynniki równania pompy A 32/8 wynoszą: a=138, b=0,038.

Równanie pompy H_p=138-0,038Q_P².

2. Węże tłoczne

Do obliczeń linii wężowych przyjęto podstawowe wielkości i typy pożarniczych węży tłocznych. Spadek ciśnienia w linii wężowej określa zależność: ΔP=S_w⋅Q², gdzie S_w- oporność właściwa linii wężowej. Wartości oporności dla węży podano w tab. 1.

Tabela 1. Oporności właściwe pożarniczych węży tłocznych

Wielkość węża	Sw, s^2/l^2
25	4,32⋅10^-1
52	5,40⋅10^-3
75	1,01⋅10^-3
110	1,29⋅10^-4

3. Rozdzielacze

Rozdzielacze służą do połączeń linii wężowych, a szczególnie linii głównej i linii gaśniczych. Spadek ciśnienia w rozdzielaczu określa zależność: ΔP=S_r⋅Q², gdzie S_r - oporność rozdzielacza. Oporności różnych typów rozdzielaczy wynoszą:

kulowy - S_rk=6,47⋅10^-6 ms²/l²,

grzybkowy - S_rg=1,6⋅10^-5 ms²/l².

4. Prądownice i działka wodne

Prądownice i działka wodne służą do wytwarzania wodnych prądów gaśniczych. Spadek wysokości ciśnienia w prądownicach jest określana zależnością : ΔH=S_pr⋅Q_pr². Oporność dla podstawowych typów prądownic i działek wodnych podano w tab. 2.

Tabela 2. Oporności hydrauliczne prądownic i działek wodnych

Typ prądownicy	Spr, ms^2/l^2
PW 52	5,41
PW 75	1,35
DWP-16	0,113
DWP-24	0,05

1. Ogólny opis stanowiska

Ogólny schemat stanowiska laboratoryjnego zamieszczono na rys.7.

Monitor

Jednostka

Drukarka centralna Klawiatura

Oprogramowanie Oprogramowanie

użytkowe systemowe

Rys.7. Ogólny schemat stanowiska laboratoryjnego.

Stanowisko przeznaczone jest do badania symulacyjnego układów linii wężowych w rozwinięciach taktycznych przy wykorzystaniu sprzętu komputerowego klasy PC. Umożliwia ono m.in.

- badanie wpływu parametrów układu pompowego (pojedyńczej pompy lub pomp

połączonych równolegle lub szeregowo) na parametry robocze układu podawania

wody takie jak: ciśnienia i wydatki na prądownicach, wysokości wzlotu, wysokości

prądu zwartego i maksymalne zasięgi prądownic zarówno w układach

symetrycznych jak i niesymetrycznych,

- dobór optymalnej konfiguracji układu linii wężowych dla zadanych warunków

podawania wody w układzie symetrycznym,

- dobór parametrów układu linii wężowych takich jak: prędkość obrotowa

pompy, długość linii głównej lub długość linii upustowej zapewniających

optymalne warunki pracy prądownic (ciśnienia i wydatki),

- badanie układu przetłaczania wody polegające przede wszystkim na określeniu

maksymalnej odległości, na jaką można przetłoczyć wodę przy zadanym średnim

wydatku oraz danej konfiguracji układu.

Program komputerowy został napisany w języku Delphi 3.0. Posiada on dwie podstawowe funkcje:

- wykonanie obliczeń dla układów wężowych służących do bezpośredniego

podawania wody dla celów gaśniczych uruchamiana przez naciśnięcie

przycisku-ikony Podawanie bezpośrednie,

- wykonanie obliczeń dla układów wężowych służących do przetłaczania

wody na duże odległości uruchamiana po naciśnięciu przycisku-ikony

Przetłaczanie.

Program umożliwia wprowadzanie i edycję podstawowych parametrów

pomp, węży pożarniczych, rozdzielaczy, prądownic oraz działek.

Funkcja Podawanie bezpośrednie

Ogólny schemat blokowy programu pokazano na rys.8.

Rys.8. Schemat blokowy programu (funkcja Podawanie bezpośrednie)

Po wybraniu funkcji podawania bezpośredniego należy dokonać kolejnego

wyboru tzn. zdecydować, czy będziemy wykonywać obliczenia dla układu

zapewniającego optymalne parametry prądownic(y) (opcja obliczenia

z wykorzystaniem wartości optymalnych), czy też nie (opcja obliczenia bez wykorzystania wartości optymalnych).

Jeżeli wybrano pierwszy przypadek (opcja obliczenia z wykorzystaniem wartości

optymalnych), wówczas mamy do wyboru trzy typy regulacji:

- regulacja długością węża linii głównej (podopcja regulacja długością węża),

- regulacja obrotami pompy (podopcja regulacja obrotami pompy),

- regulacja długością linii upustowej (podopcja regulacja upustem).

Jeżeli wybrano regulację długością linii upustowej, wówczas dodatkowo należy

wybrać z selektora typ węża, który zastosowano do jej budowy.

Jeżeli wybrano drugi przypadek (opcja obliczenia bez wykorzystania

wartości optymalnych)., wówczas należy zdecydować o wyborze typu układu

gaśniczego. Może to być układ symetryczny, w którym poszczególne linie mają

te same długości, zbudowane są z tego samego typu węży oraz posiadają na

końcu te same prądownice lub niesymetryczny, w którym co najmniej jeden

z w/w przypadków nie jest spełniony.

Po dokonaniu opisanych wyżej czynności należy określić konfigurację

systemu gaśniczego. Zasada postępowania jest podobna we wszystkich podanych

wyżej przypadkach i tak kolejno należy:

a) wybrać typ pomp(y), ich liczbę, rodzaj połączenia (szeregowe lub równoległe)

jeżeli liczba pomp > 1 oraz ewentualną różnicę wysokości pomiędzy położeniem

pompy a końcem linii gaśniczych,

b) wybrać liczbę linii głównych, typ węża oraz długość poszczególnych linii

(w przypadku układu symetrycznego wystarczy podać długość jednej linii)

c) wybrać liczbę linii 1-szego poziomu, typ węża ich długość, typ rozdzielacza oraz

typ prądownic, o ile system gaśniczy nie posiada linii gaśniczych 2-giego

poziomu (w przypadku układu symetrycznego wystarczy podać jeden typ

prądownicy oraz długość jednego węża),

d) wybrać liczbę linii 2-giego poziomu, typ węża ich długość, typ rozdzielacza oraz

typ prądownic, o ile system posida linie gaśnicze 2-giego poziomu (w przypadku

układu symetrycznego wystarczy podać jeden typ prądownicy oraz długość

jednego węża).

Aby wygenerować obliczenia po wprowadzeniu kompletu danych wejściowych

wystarczy kliknąć lewym klawiszem myszki przycisk Obliczaj.

Po krótkiej chwili na ekranie, oprócz danych wejściowych, pojawia się zestaw wyników zawierających m.in.:

- oporność zastępczą układu węży,

- wydatek i wysokość podnoszenia pomp(y),

- wydatek i ciśnienia na prądownicach (w przypadku układu symetrycznego

na jednej prądownicy),

- wysokość wzlotu, prądu zwartego oraz maksymalny zasięg prądownic lub

prądownicy w przypadku układu symetrycznego,

- optymalna długość linii głównej w przypadku wybrania opcji obliczenia

z wykorzystaniem wartości optymalnych (podopcja regulacja długością węża),

- optymalne obroty w przypadku wybrania opcji obliczenia z wykorzystaniem

wartości optymalnych (podopcja regulacja obrotami pompy),

- optymalna długość linii upustowej w przypadku wybrania opcji obliczenia

z wykorzystaniem wartości optymalnych (podopcja regulacja upustem),

Uzyskane wyniki można zapisać na dysku po kliknięciu przycisku

Zapisz obliczenia lub/i wydrukować na drukarce po kliknięciu przycisku

Drukuj.

Funkcja Przetłaczanie:

Ogólny schemat blokowy programu realizujący te funkcję pokazano na rys.9.

Rys.9. Schemat blokowy programu (funkcja Przetłaczanie)

Po wybraniu funkcji przetłaczania należy podać:

a) parametry linii głównej

- liczbę pomp,

- typy pomp,

- ewentualny napływ na poszczególne pompy,

- typ węża linii głównej,

b) parametry linii gaśniczej w układzie symetrycznym

- liczbę węży,

- długość pojedynczego węża,

- typ węża(y),

- typ prądownic(y),

- typ rozdzielacza,

- wydatek na prądownicy w przypadku wybrania opcji wydatek wprowadzany

Jeżeli wybrano opcję optymalny, wówczas wydatek jest obliczany automatycznie

zgodnie z przyjętym algorytmem obliczania optymalnego wydatku na prądownicy.

Obliczenia są generowane po naciśnięciu przycisku Obliczaj. Po ich wykonaniu

na dole ekranu pojawia się maksymalna długość węża linii głównej, która umożliwia

przy zadanej konfiguracji układu gaśniczego przetłoczenie wody z zadaną wydajnością. Otrzymany wynik można zapisać w pliku po kliknięciu przycisku

Zapisz.

2. Badanie układu symetrycznego

Celem komputerowego badania układu symetrycznego jest przeanalizowanie

wpływu jego konfiguracji (liczba poziomów gaśniczych, liczba linii głównych,

liczba linii na poszczególnych poziomach gaśniczych) i poszczególnych elementów (pompy, węże, rozdzielacze, prądownice lub działka) na parametry wyjściowe układu takie jak: wydatki i ciśnienia na pompie i prądownicach, wysokość wzlotu,

wysokość prądu zwartego i maksymalny zasięg prądownicy. Ponadto można

badać wpływ różnicy wysokości pomiędzy pompą a ostatnim poziomem linii gaśniczych. Program umożliwia również analizowanie optymalnych układów o założonej konfiguracji przy zastosowaniu jednej z metod regulacji: obrotami pompy,

upustem lub długością linii głównej.

Badanie symetrycznych układów rozwinięć linii wężowych składa się z następujących etapów:

1. badanie parametrów układu zawierającego jedną linię główną W75 i dwie linie

gaśnicze W52 połączone rozdzielaczem grzybkowym i zakończone prądownicami PW-52. Układ jest zasilany jedną z pomp M 8/8, A16/8 lub A 32/8.

Różnica wysokości wynosi 0 m.

Ćwiczenie polega na doborze różnych długości linii głównych i linii gaśniczych.

Wykaz czynności:

1. Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia

taktyczne umieszczonej na pulpicie.

2. Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej

ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.

3. Wybór układu z parametrami nieoptymalnymi (ustawienie domyślne)

przez kliknięcie przycisku OK.

4. Wybór układu symetrycznego (ustawienie domyślne) przez kliknięcie

przycisku OK.

5. Wybór typu pompy np. M 8/8 (zakładka Pompy).

6. Wybór typu W75 i długości (wielokrotność 20 m) węża linii głównej (zakładka

Linia główna).

7. Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 i długości oraz typu

rozdzielacza (grzybkowy) przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

8. Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.

9. Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.

10. Zamknięcie okna z wynikami przez kliknięcie przycisku Koniec.

11. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 6-10 dla różnych

długości linii głównej i linii gaśniczych. Wykonać około pięciu przebiegów

obliczeniowych

12. Powtórzenie czynności z punktu 11 dla pozostałych typów pomp A16/8

i A 32/8.

Poniżej pokazano przykładową tabelkę, która może posłużyć do zapisania

otrzymanych wyników:

Typ	lgł	lg	Qp	Hp	Qpr	Hpr	Hwzl	Lmax
pompy	[m]	[m]	[l/s]	[m]	[l/s]	[m]	[m]	[m]
M 8/8
A 16/8
A 32/8

2. badanie wpływu różnicy wysokości pomiędzy pompą a liniami gaśniczymi na parametry układu zawierającego motopompę M 8/8, jedną linię główną W75

o długości 100 m, rozdzielacz grzybkowy i dwie linie gaśnicze W52 o długości

40 m zakończone prądownicami PW-52.

Wykaz czynności:

1. Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia

taktyczne umieszczonej na pulpicie.

2. Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej

ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.

3. Wybór układu z parametrami nieoptymalnymi (ustawienie domyślne)

przez kliknięcie przycisku OK.

4. Wybór układu symetrycznego (ustawienie domyślne) przez kliknięcie

przycisku OK.

5. Wybór typu pompy np. M 8/8 (zakładka Pompy).

6. Wybór typu W75 i długości węża linii głównej 100 m (zakładka

Linia główna).

7. Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 i długości 40 m oraz typu

rozdzielacza (grzybkowy) przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

8. Wybór różnicy wysokości z przy pomocy zakładki Pompy.

9. Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.

10. Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.

11. Zamknięcie okna z wynikami przez kliknięcie przycisku Koniec.

12. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 8-11 dla różnych

różnic wysokości. Wykonać około kilkunastu przebiegów

obliczeniowych

Poniżej pokazano przykładową tabelkę, która może posłużyć do zapisania

otrzymanych wyników:

	Różnica wysokości		Qp	Hp	Qpr	Hpr	Hwzl	Lmax
L.p.	w [m]		[l/s]	[m]	[l/s]	[m]	[m]	[m]

3. badanie wpływu długości linii gaśniczych na długość linii głównej zapewniającej optymalne parametry w układzie zawierającym motopompę M8/8, jedną linię główną W75, rozdzielacz grzybkowy i dwie linie gaśnicze W52 o długości zakończone prądownicami PW-52.

Wykaz czynności:

1. Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia

taktyczne umieszczonej na pulpicie.

2. Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej

ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.

3. Wybór układu z parametrami optymalnymi przez kliknięcie opcji

obliczenia z wykorzystaniem wartości optymalnych.

4. Wybór odpowiedniej metody regulacji przez kliknięcie opcji regulacja długością węża linii głównej (ustawienie domyślne).

5. Zatwierdzenie wyboru przez kliknięcie przycisku OK.

6. Wybór typu pompy M 8/8 (zakładka Pompy).

7. Wybór typu węża linii głównej W75 (zakładka Linia główna).

8. Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 oraz typu

rozdzielacza (grzybkowy) przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

9. Wybór długości linii gaśniczych przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

10. Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.

11. Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.

12. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 9-11 dla różnych

długości linii gaśniczych. Wykonać około pięciu przebiegów

obliczeniowych.

Poniżej pokazano przykładową tabelkę, która może posłużyć do zapisania

otrzymanych wyników:

Lp	lg	lgł	Qp	Hp	Qpr	Hpr	Hwzl	Lmax
	[m]	[m]	[l/s]	[m]	[l/s]	[m]	[m]	[m]

4. badanie wpływu długości linii gaśniczych na wielkość obrotów motopompy M 8/8 zapewniającej optymalne parametry w układzie zawierającym jedną linię główną W75 o długości 100 m, rozdzielacz grzybkowy i dwie linie gaśnicze W52 zakończone prądownicami PW-52.

Wykaz czynności:

1. Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia

taktyczne umieszczonej na pulpicie.

2. Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej

ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.

3. Wybór układu z parametrami optymalnymi przez kliknięcie opcji

obliczenia z wykorzystaniem wartości optymalnych.

4. Wybór odpowiedniej metody regulacji przez kliknięcie opcji regulacja obrotami pompy.

5. Zatwierdzenie wyboru przez kliknięcie przycisku OK.

6. Wybór typu pompy M 8/8 (zakładka Pompy).

7. Wybór typu węża linii głównej W75 i jego długości 100 m (zakładka Linia główna).

8. Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 oraz typu

rozdzielacza (grzybkowy) przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

9. Wybór długości linii gaśniczych przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

10. Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.

11. Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.

12. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 9-11 dla różnych

długości linii gaśniczych. Wykonać około pięciu przebiegów

obliczeniowych.

Poniżej pokazano przykładową tabelkę, która może posłużyć do zapisania

otrzymanych wyników:

Lp	lg	n	Qp	Hp
	[m]	[obr/min]	[l/s]	[m]

5. badanie wpływu długości linii gaśniczych na długość linii upustowej zapewniającej optymalne parametry w układzie zawierającym motopompę

M 8/8, jedną linię główną W75 o długości 100 m, rozdzielacz grzybkowy i dwie

linie gaśnicze W52 zakończone prądownicami PW-52.

Wykaz czynności:

1. Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia

taktyczne umieszczonej na pulpicie.

2. Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej

ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.

3. Wybór układu z parametrami optymalnymi przez kliknięcie opcji

obliczenia z wykorzystaniem wartości optymalnych.

4. Wybór odpowiedniej metody regulacji przez kliknięcie opcji regulacja upustem.

5. Zatwierdzenie wyboru przez kliknięcie przycisku OK.

6. Wybór typu pompy M 8/8 (zakładka Pompy).

7. Wybór typu węża linii głównej W75 i jego długości 100 m (zakładka Linia główna).

8. Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 oraz typu

rozdzielacza (grzybkowy) przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

9. Wybór długości linii gaśniczych przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

10. Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.

11. Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.

12. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 9-11 dla różnych

długości linii gaśniczych. Wykonać około pięciu przebiegów

obliczeniowych.

Poniżej pokazano przykładową tabelkę, która może posłużyć do zapisania

otrzymanych wyników:

Lp	lg	lu	Qu	Qp	Hp
	[m]	[m]	[l/s]	[l/s]	[m]

3. Badanie układu niesymetrycznego

Celem komputerowego badania układu niesymetrycznego jest przeanalizowanie

wpływu niektórych elementów (prądownice lub działka) i ich usytuowania na parametry wyjściowe układu takie jak: wydatki i ciśnienia na pompie i prądownicach, wysokość wzlotu, wysokość prądu zwartego i maksymalny zasięg prądownicy.

Spektrum możliwości badawczych tego typu układów przy pomocy programu

komputerowego jest oczywiście o wiele szersze, niemniej w ćwiczeniu ograniczymy

się tylko do podanego wyżej celu.

Badanie niesymetrycznych układów rozwinięć linii wężowych składa się z następujących etapów:

1. badanie układu zawierającego autopompę A 16/8, jedną linię główną W75 o

długości 100 m i dwie linie gaśnicze W52 jedną o długości 20 m i drugą

o długości 60 m połączone rozdzielaczem grzybkowym i zakończone

prądownicami PW-52.

2. badanie układu zawierającego autopompę A 16/8, jedną linię główną W75 o

długości 100 m i dwie linie gaśnicze W52 jedną o długości 20 m połączoną z

prądownicą PW-52 i drugą o długości 60 m połączoną z prądownicą PW-75.

3. badanie układu zawierającego autopompę A 16/8, jedną linię główną W75 o

długości 100 m i dwie linie gaśnicze W52 jedną o długości 20 m połączoną z

prądownicą PW-75 i drugą o długości 60 m połączoną z prądownicą PW-52.

4. badanie układu zawierającego autopompę A 16/8, jedną linię główną W75 o

długości 100 m i dwie linie gaśnicze W52 jedną o długości 20 m i drugą

o długości 60 m połączone rozdzielaczem grzybkowym i zakończone

prądownicami PW-75.

Wykaz czynności:

1. Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia

taktyczne umieszczonej na pulpicie.

2. Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej

ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.

3. Wybór układu z parametrami nieoptymalnymi (ustawienie domyślne)

przez kliknięcie przycisku OK.

4. Wybór układu niesymetrycznego przez kliknięcie opcji Niesymetryczny a następnie zatwierdzenie decyzji przez kliknięcie przycisku OK.

5. Wybór typu pompy np. M 8/8 (zakładka Pompy).

6. Wybór typu W75 i długości 100 m węża linii głównej (zakładka

Linia główna).

7. Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 i długości (20m i 60 m) oraz typu rozdzielacza (grzybkowy) przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.

8. Dobór typów rozdzielaczy do poszczególnych węży wg podanego wyżej schematu badań).

9. Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.

10. Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.

11. Zamknięcie okna z wynikami przez kliknięcie przycisku Koniec.

12. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 8-11 dla różnych

kombinacji połączeń prądownic z liniami gaśniczymi.

Poniżej pokazano przykładową tabelkę, która może posłużyć do zapisania

otrzymanych wyników:

Lp	Typ	lg	Qp	Hp	Qpr	Hpr	Hwzl	Lmax
	prądownicy	[m]	[l/s]	[m]	[l/s]	[m]	[m]	[m]
1	PW-52	20
	PW-52	60
2	PW-52	20
	PW-75	60
3	PW-75	20
	PW-52	60
4	PW-75	20
	PW-75	60

4. Badanie układu przetłaczania

Celem komputerowego badania układu przetłaczania jest przeanalizowanie

wpływu założonego wydatku przepływu Q na maksymalną odległość, na jaką można

przetłoczyć wodę przy pomocy trzech pomp tego samego typu: M 8/8, A 16/8 lub

A 32/8

Badanie układu przetłaczania składa się z następujących etapów:

1. badanie układu zawierającego trzy motopompy M 8/8, linii głównej W75

zakończonej rozdzielaczem grzybkowym i dwoma liniami gaśniczymi W52

o długości 20 m zakończone prądownicami PW-52. Druga i trzecia pompa

pracują z napływem 10 m.

2. badanie układu zawierającego trzy autopompy A 16/8, linii głównej W75

zakończonej rozdzielaczem grzybkowym i dwoma liniami gaśniczymi W52

o długości 20 m zakończone prądownicami PW-52. Druga i trzecia pompa

pracują z napływem 10 m

3. badanie układu zawierającego trzy autopompy A 32/8, linii głównej W75

zakończonej rozdzielaczem grzybkowym i dwoma liniami gaśniczymi W52

o długości 20 m zakończone prądownicami PW-52. Druga i trzecia pompa

pracują z napływem 10 m

Wykaz czynności:

1. Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia

taktyczne umieszczonej na pulpicie.

2. Wybór funkcji Przetłaczanie poprzez kliknięcie odpowiedniej

ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.

3. Wybór liczby pomp 3, typu węża linii głównej W75 i wprowadzenie napływów

na wszystkie pompy za wyjątkiem ostatniej (pulpit Linia główna).

4. Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 i długości (20m), typu rozdzielacza (grzybkowy) oraz typu prądownicy PW-52 przy pomocy pulpitu Linia gaśnicza.

5. Wybór typu pompy przy pomocy pulpitu Linia główna.

6. Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.

7. Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.

8. Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 5-7 dla różnych

typów pomp.

9. Zamknięcie okna przy pomocy ikony-przycisku z drzwiami.

Poniżej pokazano przykładową tabelkę, która może posłużyć do zapisania

otrzymanych wyników:

Lp	Typ pompy	Q [l/s]	L^wmax [m]
1	M 8/8
2
3
4
5	A 16/8
6
7
8
9
10	A 32/8
11
12
13
14
15

Po zakończeniu badań zamykamy program symulacyjny klikając opcję Koniec umieszczoną w głównym menu na górze ekranu.

Aby zakończyć pracę na komputerze, należy:

1. kliknąć przycisk Start znajdujący się w lewym dolnym rogu ekranu,

2. kliknąć opcję Zamknij... umieszczoną na samym dole paska pionowego,

który ukazuje się po kliknięciu przycisku Start,

3. kliknąć opcję Zamknij (najczęściej jest ona ustawiona domyślnie) w oknie

dialogowym,

4. poczekać na zamknięcie systemu (świadczy o tym pomarańczowy napis

o następującej treści „Teraz można bezpiecznie wyłączyć komputer”,

wyłączyć komputer z sieci.

5. Wykonanie sprawozdania

W sprawozdaniu należy zamieścić następujące wykresy:

a) zależności ciśnienia na prądownicy i maksymalnego zasięgu od długości linii

głównej H_pr = f(l_gł) i L_max = f(l_gł) dla różnych typów pomp na podstawie tabeli 3,

b) zależności ciśnienia na prądownicy i maksymalnego zasięgu od różnicy

wysokości pomiędzy pompą i liniami gaśniczymi H_pr = f(z) i L_max = f(z)

na podstawie tabeli 4,

c) zależność długości linii głównej od długości linii gaśniczych odpowiadających

optymalnym parametrom prądownicy l_gł = f(l_g) na podstawie tabeli 5,

d) zależność obrotów pompy od długości linii gaśniczych odpowiadających

optymalnym parametrom prądownicy n = f(l_g) na podstawie tabeli 6,

e) zależność długości linii upustowej od długości linii gaśniczych odpowiadających

optymalnym parametrom prądownicy l_up = f(l_g) na podstawie tabeli 7,

f) zależność maksymalnej długości przetłaczania od założonego wydatku

dla różnych typów pomp L^p_max = f(Q) na podstawie tabeli 9.

Ponadto należy zamieścić analizę obejmującą wpływ typu prądownicy i sposobów jej podłączenie do linii gaśniczych w układzie niesymetrycznym na podstawie tabeli 8.

6. Przykładowe pytania kontrolne

1. Napisać i omówić przybliżone równanie pompy. Współczynniki w równaniu pompy

przy połączeniu szeregowym i równoległym.

2. Napisać równanie linii dla układu przedstawionego na rysunku:

S₁ l₁ S_pr

S_o l_o

S₁ l₁ S_pr

3. Podać i omówić zależność na oporność zastępczą węży pożarniczych

połączonych równolegle. Podać uproszczoną wersję wzoru w przypadku

połączenia jednakowych węży.

4. Co to jest napływ w układzie przetłaczania. Uzasadnić jego zastosowanie.

5. Co to są prawa powinowactwa? Podać co najmniej jeden przykład zależności

odnoszącej się do charakterystyk pomp i opartej na tym prawie.

6. Omówić parametry pracy prądownicy. Podać odpowiednie zależności.

7. Optymalne parametry pracy prądownicy. Podać odpowiednie zależności.

7. Wymienić i omówić podstawowe cele badania taktycznych rozwinięć układów

linii wężowych przy pomocy stanowiska komputerowego.

9. Jaka jest różnica pomiędzy układem linii wężowych symetrycznym i

niesymetrycznym. Narysować schematycznie przykładowy układ symetryczny.

10. Podać i omówić I i II prawo Kirchoffa stosowane w hydromechanice.

Jakie jest ich zastosowanie w układach linii wężowych?

SZKOŁA GŁÓWNA SŁUŻBY POŻARNICZEJ
KATEDRA TECHNIKI POŻARNICZEJ			LABORATORIUM HYDROMECHANIKI
Ćwiczenie nr:	15	Pluton: Grupa:	Imię i nazwisko		Ocena
Temat: KOMPUTEROWE BADANIE TAKTYCZNYCH UKŁADÓW ROZWINIĘĆ LINII WĘŻOWYCH
Prowadzący:			Data wykonania:	Data złożenia:

P

P

---