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, wrzesień 1999 r.
Spis treści:
Podstawy teoretyczne ......................................................................... 4
Ogólny opis stanowiska ......................................................................... 13
Badanie układu symetrycznego .......................................................... 20
Badanie układu niesymetrycznego ..................................................... 26
Badanie układu przetłaczania .............................................................. 28
Wykonanie sprawozdania .................................................................... 30
Przykładowe pytania kontrolne ........................................................... 31
Objaśnienia:
Hmax - maksymalna wysokość podnoszenia pompy [m]
Qmax - maksymalny wydatek pompy [l/s]
np - liczba pomp (np<=2)
So - oporność węża w linii głównej w [ms2/l2]
ng - liczba linii głównych (<=2)
lg - długość węża linii głównej [m]
SoI - oporność węża w linii gaśniczej 1-szego poziomu [ms2/l2]
ngI - liczba linii gaśniczych 1-szego poziomu
lgI - długość węża linii gaśniczej 1-szego poziomu [m]
SoII - oporność węża w linii gaśniczej 2-giego poziomu [ms2/l2]
ngII - liczba linii gaśniczych 2-giego poziomu
lgII - długość węża linii gaśniczej 2-giego poziomu [m]
SrI - oporność rozdzielacza łączącego linię główną
z linią gaśniczą 1-szego poziomu [s2/l2]
SrII - oporność rozdzielacza łączącego linię główną
z linią gaśniczą 2-giego poziomu [s2/l2]
Spr - oporność prądownicy (działka) linii gaśniczej 1-szego
poziomu [s2/l2]
z - różnica wysokości pomiędzy pompą a ostatnim poziomem
linii gaśniczych [m].
Qp - wydatek odpowiadający punktowi pracy pompy [l/s]
Hp - wysokość podnoszenia odpowiadająca punktowi pracy
pompy [m]
np - obroty pompy [obr/min]
Qpr - wydatek na pradownicy (działku) [l/s]
Hpr - ciśnienie na prądownicy (działku) [m]
Hwzl - wysokość wzlotu [m]
Hzw - wysokość prądu zwartego [m]
Lmax - maksymalny zasięg prądownicy (działka) [m]
Hn - nominalna wysokość podnoszenia pompy [m],
Qn - nominalny wydatek pompy [l/s],
nn - 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]
lg[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
Lpmax - maksymalna długość linii głównej w układzie przetłaczania.
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. Składają się one zazwyczaj z jednej lub kilku
pomp połączonych szeregowo lub równolegle sprzężonych z systemem węży pożarniczych stanowiących kombinację połączeń szeregowych
i równoległych. W praktyce najczęściej stosuje się jeden poziom linii gaśniczych
składający się z linii głównej i kilku linii gaśniczych. Przy większych pożarach
wymagających większej liczby prądów gaśniczych może być zastosowane dwa
lub więcej poziomów gaśniczych. Przykładowo na rys.1 pokazano układ symetryczny
składający się z dwóch pomp połączonych szeregowo, jednej i dwóch poziomów linii gaśniczych.
linie linie gaśnicze linie gaśnicze
główne 1-szego poziomu 2-giego poziomu
lgII SoII
lgI SoI SprII
SrII
lg Sog SrI
Pompy
połączone
szeregowo
Hmax, Qmax lg Sog
Rys.1. Przykład układu symetrycznego linii wężowych składającego się z:
- dwóch pomp połączonych szeregowo (np=2),
- dwóch linii głównych o równych długościach (ng=2),
- trzech linii gaśniczych 1-szego poziomu o równych długościach (ngI =3),
- dwóch linii gaśniczych 2-giego poziomu o równych długościach i tych samych prądownicach
(ngII =2)
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
lgI[1,1] SoI SoII lgII[1,1,1] SprII[1,1,1]
SrII lgII[1,1,2] SprII[1,1,2]
lg[1] Sog SrI lgI[1,2]
lgI[2,1]
Pompy lgI[2,2]
połączone
równolegle
Hmax, Qmax lg[2] Sog
Rys.2. Przykład układu niesymetrycznego linii wężowych składającego się z:
- dwóch pomp połączonych równolegle (np=2),
- dwóch linii głównych (ng=2),
- trzech linii gaśniczych I-szego poziomu (ngI =3),
- dwóch linii gaśniczych II-poziomu (ngII =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 SoI Hpr
n(1) n(i-1) n(i) n(np-1) Spr
lgI Qpr
Qp
• • • • • •
lg[1] lg[i] lg[np]
Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa SrI
1 2 i i+1 np
Rys.3. Schemat układu przetłaczania wody na duże odległości.
Do opracowania algorytmów obliczeniowych wykorzystano następujące
zależności:
równanie pompy
Hp = a - b (Qp)2 - równanie pompy
gdzie:
a = np Hmax b = a/(Qmax)2 - połączenie szeregowe
a = Hmax b = a/(np Qmax)2 - połączenie równoległe
- prawo powinowactwa charakterystyk
oporności zastępcze węży pożarniczych
- połączenie szeregowe
- połączenie równoległe w układzie niesymetrycznym
- połączenie równoległe w układzie symetrycznym
parametry punktu pracy pompy
- wydatek na pompie
- ciśnienie na pompie
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]
maksymalna długość linii głównej umożliwiająca przetłoczenie wody przy
założonym wydatku średnim Qp , zadanej liczbie pomp np i danym rozwinięciu gaśniczym
Lpmax = Lg[1] + .......... Lg[i] + ......... Lg[np]
gdzie:
i = 2 ... np-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: Hp=a-bQp2. 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 Qn=13,3 l/s, wysokość podnoszenia Hp=80 msw przy geometrycznej wysokości ssania Hgs=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 Hp=120-0,03Qp2.
Autopompa 16/8 - dwustopniowa pompa wirowa, odśrodkowa. Wirnik ułożyskowany jest w łożyskach ślizgowym i tocznym. Pompa ma wydajność nominalną Qn=26,6 l/s przy wysokości podnoszenia Hp=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 Hp=120-0,075Q2.
Autopompa 32/8 - dwustopniowa pompa wirowa, odśrodkowa. Wirnik ułożyskowany jest w łożyskach ślizgowym i tocznym. Pompa ma wydajność nominalną Qn=53,3 l/s przy wysokości podnoszenia Hp=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 Hp=138-0,038QP2.
2. Węże tłoczne
Do obliczeń linii wężowych przyjęto podstawowe wielkości i typy pożarniczych węży tłocznych. Spadek ciśnienia w linii wężowej określa zależność: ΔP=Sw⋅Q2, gdzie Sw- oporność właściwa linii wężowej. Wartości oporności dla węży podano w tab. 1.
Tabela 1. Oporności właściwe pożarniczych węży tłocznych
Wielkość węża |
Sw, s2/l2 |
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=Sr⋅Q2, gdzie Sr - oporność rozdzielacza. Oporności różnych typów rozdzielaczy wynoszą:
kulowy - Srk=6,47⋅10-6 ms2/l2,
grzybkowy - Srg=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=Spr⋅Qpr2. Oporność dla podstawowych typów prądownic i działek wodnych podano w tab. 2.
Tabela 2. Oporności hydrauliczne prądownic i działek wodnych
Typ prądownicy |
Spr, ms2/l2 |
PW 52 |
5,41 |
PW 75 |
1,35 |
DWP-16 |
0,113 |
DWP-24 |
0,05 |
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.
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:
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:
Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia
taktyczne umieszczonej na pulpicie.
Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej
ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.
Wybór układu z parametrami nieoptymalnymi (ustawienie domyślne)
przez kliknięcie przycisku OK.
Wybór układu symetrycznego (ustawienie domyślne) przez kliknięcie
przycisku OK.
Wybór typu pompy np. M 8/8 (zakładka Pompy).
Wybór typu W75 i długości (wielokrotność 20 m) węża linii głównej (zakładka
Linia główna).
Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 i długości oraz typu
rozdzielacza (grzybkowy) przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.
Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.
Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.
Zamknięcie okna z wynikami przez kliknięcie przycisku Koniec.
Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 6-10 dla różnych
długości linii głównej i linii gaśniczych. Wykonać około pięciu przebiegów
obliczeniowych
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:
Tabela 3
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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:
Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia
taktyczne umieszczonej na pulpicie.
Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej
ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.
Wybór układu z parametrami nieoptymalnymi (ustawienie domyślne)
przez kliknięcie przycisku OK.
Wybór układu symetrycznego (ustawienie domyślne) przez kliknięcie
przycisku OK.
Wybór typu pompy np. M 8/8 (zakładka Pompy).
Wybór typu W75 i długości węża linii głównej 100 m (zakładka
Linia główna).
Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 i długości 40 m oraz typu
rozdzielacza (grzybkowy) przy pomocy zakładki Linie 1-szego poziomu.
Wybór różnicy wysokości z przy pomocy zakładki Pompy.
Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.
Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.
Zamknięcie okna z wynikami przez kliknięcie przycisku Koniec.
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:
Tabela 4
|
Różnica wysokości |
|
Qp |
Hp |
Qpr |
Hpr |
Hwzl |
Lmax |
L.p. |
w [m] |
|
[l/s] |
[m] |
[l/s] |
[m] |
[m] |
[m] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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:
Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia
taktyczne umieszczonej na pulpicie.
Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej
ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.
Wybór układu z parametrami optymalnymi przez kliknięcie opcji
obliczenia z wykorzystaniem wartości optymalnych.
Wybór odpowiedniej metody regulacji przez kliknięcie opcji regulacja długością węża linii głównej (ustawienie domyślne).
Zatwierdzenie wyboru przez kliknięcie przycisku OK.
Wybór typu pompy M 8/8 (zakładka Pompy).
Wybór typu węża linii głównej W75 (zakładka Linia główna).
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.
Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.
Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.
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:
Tabela 5
Lp |
lg |
lgł |
Qp |
Hp |
Qpr |
Hpr |
Hwzl |
Lmax |
|
[m] |
[m] |
[l/s] |
[m] |
[l/s] |
[m] |
[m] |
[m] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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:
Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia
taktyczne umieszczonej na pulpicie.
Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej
ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.
Wybór układu z parametrami optymalnymi przez kliknięcie opcji
obliczenia z wykorzystaniem wartości optymalnych.
Wybór odpowiedniej metody regulacji przez kliknięcie opcji regulacja obrotami pompy.
Zatwierdzenie wyboru przez kliknięcie przycisku OK.
Wybór typu pompy M 8/8 (zakładka Pompy).
Wybór typu węża linii głównej W75 i jego długości 100 m (zakładka Linia główna).
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.
Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.
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:
Tabela 6
Lp |
lg |
n |
Qp |
Hp |
|
[m] |
[obr/min] |
[l/s] |
[m] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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:
Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia
taktyczne umieszczonej na pulpicie.
Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej
ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.
Wybór układu z parametrami optymalnymi przez kliknięcie opcji
obliczenia z wykorzystaniem wartości optymalnych.
Wybór odpowiedniej metody regulacji przez kliknięcie opcji regulacja upustem.
Zatwierdzenie wyboru przez kliknięcie przycisku OK.
Wybór typu pompy M 8/8 (zakładka Pompy).
Wybór typu węża linii głównej W75 i jego długości 100 m (zakładka Linia główna).
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.
Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.
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:
Tabela 7
Lp |
lg |
lu |
Qu |
Qp |
Hp |
|
[m] |
[m] |
[l/s] |
[l/s] |
[m] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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:
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.
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.
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.
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:
Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia
taktyczne umieszczonej na pulpicie.
Wybór funkcji Podawanie bezpośrednie poprzez kliknięcie odpowiedniej
ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.
Wybór układu z parametrami nieoptymalnymi (ustawienie domyślne)
przez kliknięcie przycisku OK.
Wybór układu niesymetrycznego przez kliknięcie opcji Niesymetryczny a następnie zatwierdzenie decyzji przez kliknięcie przycisku OK.
Wybór typu pompy np. M 8/8 (zakładka Pompy).
Wybór typu W75 i długości 100 m węża linii głównej (zakładka
Linia główna).
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.
Dobór typów rozdzielaczy do poszczególnych węży wg podanego wyżej schematu badań).
Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.
Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.
Zamknięcie okna z wynikami przez kliknięcie przycisku Koniec.
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:
Tabela 8
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 |
|
|
|
|
|
|
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:
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.
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
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:
Uruchomienie programu przez dwukrotne kliknięcie ikony Rozwnięcia
taktyczne umieszczonej na pulpicie.
Wybór funkcji Przetłaczanie poprzez kliknięcie odpowiedniej
ikony-przycisku umieszczonej w pasku narzędziowym.
Wybór liczby pomp 3, typu węża linii głównej W75 i wprowadzenie napływów
na wszystkie pompy za wyjątkiem ostatniej (pulpit Linia główna).
Wybór liczby węży gaśniczych (2) ich typu W52 i długości (20m), typu rozdzielacza (grzybkowy) oraz typu prądownicy PW-52 przy pomocy pulpitu Linia gaśnicza.
Wybór typu pompy przy pomocy pulpitu Linia główna.
Uruchomienie obliczeń przez kliknięcie przycisku Obliczaj.
Zapisanie lub wydrukowanie (przycisk Drukuj) otrzymanych wyników.
Powtórzenie czynności wymienionych w punktach 5-7 dla różnych
typów pomp.
Zamknięcie okna przy pomocy ikony-przycisku z drzwiami.
Poniżej pokazano przykładową tabelkę, która może posłużyć do zapisania
otrzymanych wyników:
Tabela 9
Lp |
Typ pompy |
Q [l/s] |
Lwmax [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:
kliknąć przycisk Start znajdujący się w lewym dolnym rogu ekranu,
kliknąć opcję Zamknij... umieszczoną na samym dole paska pionowego,
który ukazuje się po kliknięciu przycisku Start,
kliknąć opcję Zamknij (najczęściej jest ona ustawiona domyślnie) w oknie
dialogowym,
poczekać na zamknięcie systemu (świadczy o tym pomarańczowy napis
o następującej treści „Teraz można bezpiecznie wyłączyć komputer”,
wyłączyć komputer z sieci.
Wykonanie sprawozdania
W sprawozdaniu należy zamieścić następujące wykresy:
a) zależności ciśnienia na prądownicy i maksymalnego zasięgu od długości linii
głównej Hpr = f(lgł) i Lmax = f(lgł) dla różnych typów pomp na podstawie tabeli 3,
b) zależności ciśnienia na prądownicy i maksymalnego zasięgu od różnicy
wysokości pomiędzy pompą i liniami gaśniczymi Hpr = f(z) i Lmax = f(z)
na podstawie tabeli 4,
c) zależność długości linii głównej od długości linii gaśniczych odpowiadających
optymalnym parametrom prądownicy lgł = f(lg) na podstawie tabeli 5,
d) zależność obrotów pompy od długości linii gaśniczych odpowiadających
optymalnym parametrom prądownicy n = f(lg) na podstawie tabeli 6,
e) zależność długości linii upustowej od długości linii gaśniczych odpowiadających
optymalnym parametrom prądownicy lup = f(lg) na podstawie tabeli 7,
f) zależność maksymalnej długości przetłaczania od założonego wydatku
dla różnych typów pomp Lpmax = 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.
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 Spr
So lo
S1 l1 Spr
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.
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?
LABORATORIUM HYDROMECHANIKI Edycja 2
*WICZENIE NR 15 Strona : 27
Temat: Komputerowe badanie taktycznych układów Liczba stron:31
rozwinięć linii wężowych Data: 99-11-08
P
P