อธิบายค่าสัมประสิทธิ์ท่อดับเพลิง: ค่าการสูญเสียแรงเสียดทานและแรงดันปั๊มจริง

เจ้าหน้าที่ควบคุมปั๊มสองคนมาถึงอาคารสามชั้นเดียวกันและไหลหัวฉีดเดียวกันในสถานที่เดียวกัน มีใครเก็บได้มากกว่าประมาณ 50 psi บนเกจคายประจุ และไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไม คำตอบส่วนใหญ่ไม่ใช่ปั๊มและไม่ใช่เครื่องยนต์ มันคือท่อและโดยเฉพาะค่าสัมประสิทธิ์ที่กำหนด

นี่คือข้อสรุปก่อน ค่าสัมประสิทธิ์ท่อดับเพลิงเป็นตัวเลขเดียวที่อธิบายว่าท่อยาว 100 ฟุตใช้แรงดันเท่าใดเมื่อน้ำไหลผ่านที่ 100 แกลลอนต่อนาที คูณจำนวนนั้นด้วยกำลังสองของการไหลและความยาวเป็นร้อยฟุต แล้วคุณจะสูญเสียความเสียดทาน ทุกแผนภูมิ ช็อตคัตฟิลด์ และอาร์กิวเมนต์ที่มีขนาดประมาณ 1.75 นิ้วเทียบกับเส้นโจมตี 2 นิ้วจะเติบโตจากความสัมพันธ์เดียวกันนั้น

ผลที่ตามมาในทางปฏิบัตินั้นง่ายมาก หากคุณไม่ทราบค่าสัมประสิทธิ์ของท่อที่คุณบรรทุกจริง คุณกำลังเดาที่แรงดันปั๊ม การเดานั้นคงอยู่จนกว่าเส้นจะยาว การไหลเพิ่มขึ้น หรือสายยางเริ่มเก่า

ค่าสัมประสิทธิ์ของท่อบอกอะไรคุณจริงๆ

สูตรการสูญเสียแรงเสียดทานที่ใช้ในหน่วยดับเพลิงในอเมริกาเหนือนั้นสั้นพอที่จะจดจำได้ FL เท่ากับ C คูณด้วย Q กำลังสองคูณด้วย L FL คือการสูญเสียแรงเสียดทานในหน่วย psi Q มีอัตราการไหลเป็นร้อยแกลลอนต่อนาที ดังนั้น 250 gpm จึงกลายเป็น 2.5 L มีความยาวเป็นร้อยฟุต ดังนั้น 200 ฟุตจึงกลายเป็น 2 C คือสัมประสิทธิ์ และเป็นคำเดียวในสมการที่อธิบายตัวท่อมากกว่าวิธีการใช้งานของคุณ

นั่นสำคัญเนื่องจากการไหลและความยาวถูกกำหนดไว้ที่แผงปั๊ม ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์เป็นคุณสมบัติของสายยางที่วางอยู่บนเตียง โดยประกอบด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน สภาพของซับใน ความหยาบของแจ็คเก็ตที่กดทับน้ำ และความปั่นป่วนที่เกิดขึ้นที่ทุกโค้งงอและข้อต่อตลอดแนว

เส้นสองเส้นที่มีป้ายกำกับว่า 2.5 นิ้วทั้งสองเส้นสามารถมีค่าสัมประสิทธิ์ต่างกันได้ ท่อยางเส้นใหม่และท่อยางอายุ 15 ปีที่มีขนาดระบุเท่ากันจะไม่ทำงานเหมือนกัน แม้ว่าการพิมพ์บนแจ็คเก็ตจะเหมือนกันก็ตาม

ค่าสัมประสิทธิ์มาตรฐานตามขนาดท่อ

สื่อการฝึกอบรมส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาใช้ค่าที่เผยแพร่โดย IFSTA และ National Fire Academy เป็นจุดเริ่มต้นที่สมเหตุสมผลและมีการกล่าวถึงอย่างกว้างขวางเพียงพอที่ทุกคนที่ทำงานอยู่ในกองเพลิงจะทำงานโดยใช้ตัวเลขเท่ากัน

สองคอลัมน์สุดท้ายแสดงให้เห็นว่าสัมประสิทธิ์ทำอะไรในทางปฏิบัติ การไหลแบบทวีคูณไม่ได้ทำให้การสูญเสียเป็นสองเท่า แต่จะคูณด้วยสี่ เนื่องจาก Q เป็นรูปกำลังสอง เส้นขนาด 2 นิ้วที่ 200 gpm จะสูญเสีย 32 psi ต่อร้อยฟุต ในขณะที่เส้นเดียวกันที่ 100 gpm จะสูญเสียเพียง 8 psi

ตัวอย่างการทำงานที่คุณสามารถทำซ้ำบน Fireground

ใช้สายยางขนาด 2 นิ้ว ยาว 200 ฟุต อัตราการไหลของน้ำ 250 gpm Q คือ 2.5, L คือ 2 และ C คือ 8

FL เท่ากับ 8 x 2.5 x 2.5 x 2 ซึ่งเท่ากับ 100 psi

ตอนนี้เพิ่มส่วนที่เหลือของระบบ หัวพ่นหมอกพิกัด 100 psi ต้องใช้ 100 psi ที่ส่วนปลาย ระดับความสูงสิบฟุตมีค่าใช้จ่ายประมาณ 4.3 psi ดังนั้นหัวฉีดชั้นที่สามจึงเพิ่มประมาณ 13 psi ไวย์หรือผู้จัดจำหน่ายจะเพิ่มอีก 10 ถึง 25 psi ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และการไหล

แรงดันปล่อยปั๊มเท่ากับ 100 บวก 100 บวก 13 บวก 10 หรือ 223 psi

เปลี่ยนเป็นท่อขนาด 2.5 นิ้ว แล้วเลขคณิตก็เปลี่ยนไปโดยสิ้นเชิง 250 gpm เท่ากันใน 200 ฟุตเดียวกันจะสูญเสีย 2 x 6.25 x 2 หรือ 25 psi นั่นคือการประหยัด 75 psi ในหนึ่งบรรทัด และเป็นเคสทั้งหมดสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ในการคำนวณครั้งเดียว

โดยที่ค่าสัมประสิทธิ์เริ่มดริฟท์

ตารางที่เผยแพร่ถือว่าท่อใหม่สะอาดและมีเส้นเรียงรายเต็ม ท่อสนามมีความแตกต่างกัน และมีหลายปัจจัยที่ส่งผลให้สูญเสียจริงสูงกว่าค่าตาราง

• อายุของท่อและสภาพของท่อ การแยกชั้นของไลเนอร์ โรคราน้ำค้าง และการเสียดสีล้วนเพิ่มความหยาบที่มีประสิทธิภาพ การลงโทษยี่สิบเปอร์เซ็นต์สำหรับเส้นที่เก่ากว่า 1.75 นิ้วไม่ใช่เรื่องผิดปกติ
• เส้นผ่านศูนย์กลางภายในจริง ขนาดที่ระบุนั้นเป็นขนาดโดยประมาณ และการสูญเสียแรงดันจะสเกลโดยประมาณโดยผกผันกับกำลังที่ห้าของเส้นผ่านศูนย์กลาง ดังนั้นสายยางที่มีขนาดเล็กกว่าเล็กน้อยจึงมีราคาแพงกว่าที่ผู้ปฏิบัติงานส่วนใหญ่คาดหวัง
• อุณหภูมิของน้ำ น้ำเย็นมีความหนืดมากกว่าและต้องใช้ psi เพิ่มขึ้นเล็กน้อยบนเส้นยาว
• เค้าโครง การงอ การโค้งงออย่างแน่นหนารอบมุม และสายยางที่หนีบใต้ประตู มีลักษณะเหมือนความยาวพิเศษที่ไม่เคยปรากฏให้เห็นในการวัดของคุณ

จุดเชื่อมต่อสมควรได้รับบันทึกของตนเอง ข้อต่อที่เข้าคู่กันอย่างถูกต้องจะทำให้เกิดการสูญเสียเฉพาะจุดเล็กน้อย และข้อต่อที่ประกอบขึ้นด้วยปะเก็นแบบบิดหรือหัวที่ยึดไว้บางส่วนจะเพิ่มมากขึ้นอย่างมาก ปะเก็นแบบพับจะอ่านค่าบนเกจเหมือนกับปัญหาค่าสัมประสิทธิ์แม้ว่าตัวท่อจะปกติดีก็ตาม การประกอบที่ถูกต้องจะครอบคลุมอยู่ในคู่มือนี้ถึง ควรต่อข้อต่อท่อดับเพลิงอย่างไร .

ข้อต่อ อะแดปเตอร์ และเครื่องใช้ไฟฟ้าเพิ่มการสูญเสียที่ซ่อนอยู่ได้อย่างไร

อุปกรณ์ทุกชิ้นระหว่างปั๊มและหัวฉีดจะมีการสูญเสียในตัวเอง และไม่มีวิธีค่าสัมประสิทธิ์รวมอยู่ด้วย ตารางจะอธิบายเกี่ยวกับท่อ มันไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์ที่ขันเข้าที่ปลาย

อะแดปเตอร์ทำให้เกิดความประหลาดใจมากที่สุด การย้ายจากมาตรฐานระดับประเทศหนึ่งไปยังอีกมาตรฐานหนึ่ง เช่น การใช้สาย Storz ในช่องทางเข้าของ Machino ต้องใช้ตัวต่อที่มีรูปทรงภายในเป็นของตัวเอง อะแดปเตอร์ที่ดีต้องสั้น เรียบ และเจาะเต็ม คนจนก้าวลงไปตามหน้าตัด และขั้นตอนนั้นก็มีลักษณะเหมือนสายยางเส้นเล็ก สำหรับสายจ่ายแรงดัน 500 แกลลอนต่อนาที อะแดปเตอร์ที่ทำให้รูเจาะแคบลงประมาณหนึ่งในสี่นิ้ว อาจทำให้ต้องใช้แรงดันมากกว่า 50 ฟุตของสายยางที่ต่ออยู่

กฎที่ใช้ได้จริงคือการเลือกตัวต่อที่มีรูตรงกับท่อที่เล็กกว่าของท่อทั้งสอง และเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ตัวต่อวางซ้อนกันในตำแหน่งที่ตัวหนึ่งจะทำ

ข้อต่ออะแดปเตอร์ Storz – มาชิโนตัวผู้สำหรับการแปลงอินเทอร์เฟซมาตรฐาน ข้อต่ออะแดปเตอร์ Machino ตัวผู้เชื่อมต่อหรือแปลงระหว่างอุปกรณ์มาตรฐาน เลือกรูสำหรับท่ออ่อนขนาดเล็ก และหลีกเลี่ยงการวางอะแดปเตอร์ซ้อนกันในตำแหน่งที่เพียงพอ ดูผลิตภัณฑ์ →

กฎภาคสนามที่ทำให้คณิตศาสตร์มีความซื่อสัตย์

เมื่อแนวคิดเรื่องสัมประสิทธิ์ชัดเจน กฎจำนวนหนึ่งจะครอบคลุมสถานการณ์จริงส่วนใหญ่

1. เขียนผลรวมออกมา. แรงดันปล่อยปั๊มเท่ากับแรงดันหัวฉีดบวกกับการสูญเสียแรงเสียดทานบวกกับระดับความสูงบวกกับการสูญเสียอุปกรณ์ คำที่หายไปเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของกระแสข้อมูลอ่อน
2. เคารพจัตุรัส การเปลี่ยนแปลงใดๆ ในการไหลจะย้ายการสูญเสียแรงเสียดทานตามกำลังสองของอัตราส่วน การเพิ่มเส้นจาก 150 เป็น 200 gpm จะทำให้สูญเสียเพิ่มขึ้นประมาณ 78 เปอร์เซ็นต์
3. แยกเส้นคู่ขนานก่อนคำนวณ เส้นสยามสองเส้นที่เท่ากัน แต่ละเส้นรับกระแสครึ่งหนึ่งของทั้งหมด และแต่ละเส้นสูญเสียความดันหนึ่งในสี่ของเส้นเดียวที่รับกระแสเต็มจะสูญเสียไป
4. เก็บค่าสัมประสิทธิ์การทำงานสำหรับท่อแต่ละประเภทไว้ในสินค้าคงคลัง ไม่ใช่แค่สำหรับแต่ละขนาด
5. คำนวณใหม่หลังจากการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์ หัวฉีด หรืออะแดปเตอร์ใหม่จะเปลี่ยนระบบ ไม่ใช่แค่ท่อเท่านั้น

ตัวเลือกหัวฉีดอยู่ในเลขคณิตนี้เนื่องจากหัวฉีดตั้งค่าการไหล หัวฉีดที่ง่ายต่อการโอเวอร์ปั๊ม หรือหัวฉีดที่ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเปลี่ยนการไหลโดยไม่ต้องบอกใครที่แผงควบคุม จะย้ายระยะการสูญเสียแรงเสียดทานมากกว่าการตัดสินใจครั้งเดียวอื่นๆ รูปแบบที่ปรับได้พร้อมการตั้งค่าโฟลว์ที่ทำเครื่องหมายไว้อย่างชัดเจนจะขจัดความคลุมเครือส่วนใหญ่ออกไป

หัวฉีดดับเพลิงแบบปรับได้-Storz พร้อมระบบควบคุมการไหลและรูปแบบสเปรย์ หัวฉีดแบบปรับได้สำหรับการดับเพลิงมีรูปแบบการพ่นหลายรูปแบบ วาล์วเปิด/ปิดอย่างรวดเร็ว การใช้งานแบบไม่หดตัว และความเข้ากันได้หลายอินเทอร์เฟซ การตั้งค่าการไหลที่ทำเครื่องหมายไว้ช่วยลดความคลุมเครือของแผง ดูผลิตภัณฑ์ →

ฮาร์ดแวร์ที่ช่วยให้สามารถคาดเดาค่าสัมประสิทธิ์คณิตศาสตร์ได้

มีขีดจำกัดว่าคุณสามารถแก้ไขได้จากแผงปั๊มมากน้อยเพียงใด ส่วนที่เหลือจะต้องติดตั้งไว้ในฮาร์ดแวร์ และนั่นคือจุดที่การควบคุมการเจาะและความทนทานต่อการผลิตยังคงอยู่

คัปปลิ้งที่มีรูเจาะเต็มอย่างแท้จริง มีการเปลี่ยนผ่านภายในที่ราบรื่น และใช้ปะเก็นที่นั่งโดยไม่ต้องพับทำให้สูญเสียใกล้เคียงกับค่าทางทฤษฎีสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของมัน คัปปลิ้งที่มีขนาดเล็ก ไม่กลม หรือติดตั้งด้วยการหล่อแบบหยาบจะเพิ่มแรงดันตกคร่อมที่ไม่มีแผนภูมิใดคาดเดาได้

นี่คือเหตุผลว่าทำไมครอบครัวคู่ครองที่ได้มาตรฐานจึงมีความสำคัญ หัว Storz, ข้อต่อ Machino, เกลียว NH หรือข้อต่อ John Morris ต่างก็มีรูและโปรไฟล์ที่กำหนดไว้ ดังนั้นวิศวกรจึงสามารถคำนวณระบบและคาดหวังว่าฮาร์ดแวร์จะตรงกับการคำนวณ บางครั้งการผสมมาตรฐานก็เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ควรทำโดยใช้ตัวปรับต่อที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ แทนที่จะใช้ข้อต่อแบบด้นสดจำนวนมาก

สำหรับเส้นจ่ายและรีเลย์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ คำว่าสัมประสิทธิ์จะครอบงำการคำนวณแรงดันของปั๊มทั้งหมด ดังนั้นความแตกต่างระหว่างข้อต่อที่มีเครื่องจักรอย่างดีและข้อต่อขอบจะแสดงบนเกจโดยตรง หากแรงกดดันที่ลดลงบนเส้นประเภทนั้นเป็นปัญหา มันก็คุ้มค่า พูดคุยเรื่องเค้าโครงกับซัพพลายเออร์ ก่อนการสั่งซื้อมากกว่าหลังจากการเจาะครั้งแรก

ข้อต่อท่อดับเพลิง Storz ขนาดใหญ่สำหรับสายจ่ายและรีเลย์ ข้อต่อ Storz ขนาดใหญ่สำหรับสายจ่ายและรีเลย์ อุปกรณ์เสริมปลายท่อไอเสียแบบหยักหรือแบบซี่ ขนาด DIN ถึง 12 นิ้ว วัสดุที่ปรับแต่งได้ และพิกัดแรงดัน ดูผลิตภัณฑ์ →

ค่าสัมประสิทธิ์ท่อดับเพลิงไม่ซับซ้อน โดยเป็นตัวเลขหนึ่งหมายเลขต่อประเภทของท่ออ่อน ซึ่งใช้ผ่านสูตรที่มีสามเทอม สิ่งที่ต้องใช้ประสบการณ์คือการรู้ว่าเมื่อตัวเลขนั้นหยุดเป็นจริง ซึ่งโดยปกติจะเกิดขึ้นเมื่อสายยางเก่า เส้นผ่านศูนย์กลางไม่ใช่สิ่งที่แจ็คเก็ตอ้าง หรือฮาร์ดแวร์ระหว่างปั๊มและหัวฉีดจำกัดการไหลอย่างเงียบๆ

รับค่าสัมประสิทธิ์ที่ถูกต้องสำหรับสายยางที่คุณถืออยู่จริง เพิ่มหัวฉีด ระดับความสูง และเงื่อนไขของอุปกรณ์อย่างตรงไปตรงมา และแรงดันปั๊มก็หยุดเป็นเพียงการเดาเท่านั้น มาตรวัดจะยังคงทำให้คุณประหลาดใจเป็นครั้งคราว แต่จะทำให้คุณประหลาดใจด้วยเหตุผลที่คุณสามารถหาได้