Calcularea pierderii prin frecare în furtunul de incendiu: metode și sfaturi practice de teren

Pierderea prin frecare este unul dintre acele cifre liniștite care pot face ca un plan bun de incendiu să funcționeze sau să lase un echipaj fără apă. Când calculați pierderea prin frecare a furtunului de incendiu, vă întrebați cu adevărat cât de multă presiune dispare atunci când apa trece prin furtun, fitinguri și aparate înainte de a ajunge la duză. Formula este simplă. Judecata în jurul ei este ceea ce necesită experiență.

Ce înseamnă cu adevărat pierderea prin frecare pe terenul de incendiu

Apa nu alunecă printr-un furtun de incendiu fără costuri. Pe măsură ce se mișcă, se freacă de căptușeala interioară, își schimbă direcția la cuplaje și aparate și pierde energie din cauza turbulențelor. Acea energie pierdută apare ca o scădere a presiunii. Un operator de pompă trebuie să compenseze acest lucru la panou, astfel încât duza să primească în continuare presiunea și debitul la care se așteaptă echipajul.

Mai multe lucruri conduc numărul:

• Debitul: dublul debitului și pierderea prin frecare crește de aproximativ patru ori, deoarece relația este la pătrat.
• Diametrul furtunului: un orificiu mai mic creează mai multă rezistență pentru același debit.
• Lungimea furtunului: mai mult furtun înseamnă mai multă suprafață și mai multă pierdere de presiune.
• Construcție: materialul de căptușeală, țesătura jachetei, vârsta și îndoirile afectează toate performanța în lumea reală.
• Aparate și elevație: fitingurile, înălțimii, țevile verticale și modificările de înălțime se adaugă la presiunea pe care trebuie să o producă pompa.

Scopul nu este să memorezi fiecare număr. Este să înțelegeți ce variabile contează și să utilizați o metodă consecventă pe care echipajul dumneavoastră o poate repeta sub presiune.

Formula de bază: FL = C × Q ² × L

Ecuația standard de focar este de obicei scrisă ca FL = CQ²L. Fiecare parte are un loc de muncă specific:

• FL este pierderea prin frecare în psi.
• C este coeficientul de pierdere prin frecare pentru furtun, de obicei legat de diametru și construcție.
• Q este debitul în sute de galoane pe minut. Pentru 150 gpm, Q este 1,5.
• L este lungimea furtunului în sute de picioare. Pentru 200 de picioare, L este 2.

Cea mai frecventă greșeală este introducerea de galoane pe minut direct în formulă. Dacă utilizați 150 în loc de 1,5, rezultatul va fi extrem de ridicat. Același lucru este valabil și pentru lungime. O linie de 200 de picioare este 2, nu 200. Păstrați unitățile consistente și formula rămâne prietenoasă.

Coeficientul nu este o proprietate permanentă numai a dimensiunii unui furtun. Este o valoare de planificare. Furtunul nou, furtunul vechi, furtunul îndoit și diferitele materiale de căptușeală pot produce rezultate diferite. Datele de testare ale producătorului și propriile verificări pe teren sunt cele mai bune surse pentru coeficientul pe care îl adoptați.

Un exemplu funcțional: 200 de picioare de linie de atac de 1¾-inch la 150 GPM

Să presupunem că rulați 200 de picioare de furtun de atac de 1¾ inch la 150 gpm. Folosind un coeficient tipic de 15,5, calculul arată astfel:

1. Convertirea debitului: Q = 150 ÷ 100 = 1,5.
2. Pătratul debitului: Q² = 1,5 × 1,5 = 2,25.
3. Convertiți lungimea: L = 200 ÷ 100 = 2.
4. Aplicați formula: FL = 15,5 × 2,25 × 2 = 69,75 psi.

Adică aproximativ 70 psi pierdut în furtun. Dacă duza are nevoie de 100 psi, presiunea pompei trebuie să fie de aproximativ 170 psi înainte de a adăuga ceva pentru aparate sau înălțime. Pe un teren plat, fără accesorii suplimentare, acel total simplu este adesea suficient de aproape pentru o verificare rapidă. Adăugați o yă, o țeavă verticală sau o urcare și presiunea țintă a pompei se mișcă.

Dacă comparați opțiunile de furtun pentru acest tip de linie de atac, un furtun de atac cu căptușeală din cauciuc EPDM cu o singură manta este o construcție de revizuit. Este genul de linie pe care multe departamente îl folosesc atunci când doresc un echilibru între durabilitate și manevrabilitate.

Furtun de atac din cauciuc EPDM cu o singură manta Furtun de atac cu o singură manta, cu căptușeală EPDM și manta din poliester de înaltă tenacitate, potrivit pentru livrarea apei de stingere a incendiilor și comparație pentru durabilitate și manevrabilitate. Vizualizare produs →

Exemplul arată și de ce fluxul contează atât de mult. Dacă aceeași linie curge cu 200 gpm, Q devine 2, Q² devine 4 și pierderea prin frecare se dublează la aproximativ 124 psi. Furtunul nu s-a schimbat. Cererea a făcut-o.

Metode manuale, diagrame pompe și verificări rapide pe teren

Nu fiecare operator de pompă va scoate un calculator la ora 2 a.m. Multe departamente folosesc o metodă manuală, o diagramă a pompei sau o referință în stilul unei reguli de calcul pentru dimensiunile obișnuite ale furtunului. Aceste instrumente sunt utile deoarece transformă formula într-o decizie de teren repetabilă. Nu sunt scurtături în jurul înțelegerii. Sunt ajutoare de memorie construite pe aceeași matematică.

O metodă manuală pentru furtun de 1¾ inch oferă o estimare rapidă fără a scrie nimic. Cheia este să utilizați metoda pe care a adoptat-o ​​departamentul dvs. și să cunoașteți ipotezele din spatele acesteia. Dacă diagrama presupune o presiune a duzei de 100 psi și un anumit coeficient de furtun, nu vă așteptați să se potrivească cu o duză diferită sau cu o construcție diferită a furtunului.

Verificările pe teren sunt la fel de importante:

• Confirmați setarea reală a debitului de pe duză, nu eticheta de pe panoul pompei.
• Numărați furtunul, inclusiv secțiunile scurte care sunt ușor de uitat.
• Adăugați pierderi de aparate pentru tuburi în Yuri, colectoare, conducte verticale și sisteme de spumă.
• Luați în considerare altitudinea de aproximativ 0,5 psi pe picior de înălțime.
• Urmăriți îndoirile, îndoirile ascuțite și închiderile parțiale care adaugă pierderi necaptate de o formulă curată.

Pentru o privire mai profundă asupra modului în care furtunul menține presiunea în timpul operațiunilor, această explicație a modul în care furtunurile de incendiu își mențin presiunea în timpul operațiunilor de stingere a incendiilor este un însoțitor util la matematică.

Unde construcția furtunului schimbă numerele

Două furtunuri pot împărtăși același diametru și totuși se pot comporta diferit. Căptușeala interioară afectează cât de ușor se mișcă apa. O căptușeală de cauciuc, o căptușeală TPU și o căptușeală din PVC fiecare au propriile caracteristici de senzație și de curgere. Jacheta protejează furtunul și influențează cât de bine rezistă la abraziune, presiune și îndoire. Vârsta contează și ea. Un furtun care a fost pliat în același loc de ani de zile poate dezvolta puncte moi sau memorie care îi modifică performanța.

Cuplajele și duzele lasă, de asemenea, o amprentă asupra totalului. Un cuplaj restrictiv, o garnitură deteriorată sau un aparat cu un curs de apă îngust pot adăuga pierderi pe care formula de bază a furtunului nu le vede. De aceea, operatorii experimentați tratează formula ca pe un punct de plecare și apoi se uită la întregul aspect. Pompa nu cunoaște furtunul de la aparat. Știe doar că presiunea dispare undeva.

Pentru liniile de alimentare mai mari, un furtun de alimentare cu căptușeală dublă din cauciuc EPDM este un punct de plecare obișnuit atunci când aveți nevoie de un echilibru între durabilitate și flexibilitate. Este construit pentru genul de lucru în care apa trebuie să parcurgă mult înainte de a ajunge la foc.

Furtun de alimentare cu căptușeală dublă EPDM Furtun de alimentare cu dublă manta, cu căptușeală EPDM și manta din poliester de înaltă tenacitate, construit pentru mișcarea apei în volum mare, cu pierderi reduse la frecare și rezistență la abraziune. Vizualizare produs →

Acesta este și motivul pentru care înregistrările furtunului contează. Dacă urmăriți vechimea, istoricul testării și performanța pe teren a fiecărui furtun, vă puteți rafina coeficienții în timp. O diagramă a pompei bazată pe un furtun real este mai bună decât o diagramă a pompei bazată pe un număr de catalog.

Greșeli obișnuite care elimină calculul

Majoritatea erorilor de pierdere prin frecare nu sunt erori de matematică. Sunt erori de presupunere. Iată cele pe care le văd cel mai des:

• Folosind gpm în loc de sute de gpm. Un debit de 150 gpm este Q = 1,5, nu 150.
• Am uitat să convertiți lungimea. O linie de 300 de picioare este L = 3, nu 300.
• Amestecarea dimensiunilor furtunurilor într-un singur calcul. Fiecare diametru și construcție are nevoie de propriul coeficient.
• Ignorarea pierderii aparatului. Wyes, țevile verticale și sistemele de spumă pot adăuga pierderi semnificative de presiune.
• Tratând elevația ca pe un detaliu minor. O urcare cu cinci etaje modifică presiunea pompei de care aveți nevoie.
• Utilizarea unui coeficient vechi pentru un furtun nou. Verificați coeficientul atunci când construcția furtunului se modifică.
• Presupunând că o formulă curată acoperă o linie îndoită. Condițiile de câmp pot adăuga pierderi pe care ecuația nu le vede niciodată.

Niciuna dintre aceste greșeli nu este neobișnuită. Remedierea este o rutină simplă: notați debitul, lungimea, tipul furtunului, alocația pentru aparat și cota înainte de a seta presiunea pompei. O foaie de lucru consistentă bate o presupunere mentală, mai ales atunci când rulează mai multe linii.

Crearea unei diagrame simple a pompei pentru departamentul dvs

O diagramă bună a pompei este suficient de scurtă pentru a fi utilizată și suficient de specifică pentru a avea încredere. Nu aveți nevoie de o foaie de calcul complicată pentru a începe. Începeți cu dimensiunile furtunurilor și duzele pe care le rulează departamentul dvs., apoi construiți diagrama în jurul fluxurilor comune.

1. Enumerați fiecare tip de furtun după diametru și construcție.
2. Înregistrați coeficientul pe care îl veți folosi și de unde provine.
3. Alegeți trei până la cinci fluxuri comune pentru fiecare dimensiune de linie.
4. Calculați pierderea prin frecare la 100 de picioare, apoi înmulțiți cu lungimile comune ale furtunului.
5. Adăugați presiunea standard a duzei, alocațiile pentru aparat și note de cotă.

Testați diagrama față de funcționarea reală a pompei când puteți. Dacă diagrama spune 170 psi și duza nu funcționează, aflați de ce. Poate debitul este mai mare decât se aștepta. Poate că un aparat adaugă pierderi. Poate furtunul este mai vechi decât presupune coeficientul. Graficul ar trebui să înceapă o conversație, nu să încheie una.

Un cuvânt final de la banca furtunului

Calcularea pierderii prin frecare în furtun de incendiu nu este despre urmărirea numerelor perfecte. Este vorba despre a oferi echipajului duzei ceea ce are nevoie cu o presiune care are sens. Formula FL = CQ²L este suficient de simplă pentru a fi folosită pe spatele unei mănuși, dar funcționează doar atunci când respectați unitățile, furtunul și condițiile din fața dvs.

Din partea noastră a bancului de furtun, cele mai bune calcule sunt cele care sunt verificate pe teren. Cunoaște-ți furtunul. Cunoaște-ți fluxurile. Păstrați-vă diagrama pompei sinceră. Apoi ajustați când focul vă spune ceva diferit.