保罗SPURGEON
在《每个泵操作员的基本方程》(188金宝搏是正规吗(2012年10月51-65),我用公式PDP = NP + FL + APP + ELEV说明了如何正确实现消防灭火管线的泄压。文章展示了每一个图形是如何使用试错法和数学方程来给泵操作员特定的、铅笔般的精确计算来给出公式的确切答案的。懂得如何用精确计算来计算这些公式是极其重要的。一个有成就的工程师不仅要知道如何计算这些公式,还要知道为什么要使用这些公式。了解泵操作员计算过程背后的思维过程与能够将数字代入公式以获得答案一样重要。
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然而,我们可以使用一些捷径,使我们的工作更容易,并更快地执行,当我们在火灾现场,时间是一个因素。绳索上的工作人员真的不喜欢在火灾中挨打,而你却要进行耗时的计算来给喷嘴供水。理想情况下,工程师应该能够在船员拉伸缆绳之前确定出排放压力——如果他需要计算出整个公式,这几乎是不可能的。预定的数字决定喷嘴压力设置:50磅每平方英寸(psi)光滑内径手持线;雾喷嘴为100 psi,主流光滑孔喷嘴为80 psi。要么由制造商设定器具的摩擦损失,要么由压力表提前计算。您可以在泵面板附近、设备本身或在这两个地方标记这些数字。因为每个场景都是不同的,所以你只能确定火场的海拔高度。
你可以用经验法则快速计算软管的摩擦损失。虽然有各种各样的经验法则,但它们都是通过使用精确的计算或测试水带而发展出来的。摩擦损失会根据软管的制造商、条件和制造方法而有所不同,所以不同的摩擦损失公式会得出略有不同的答案。为了真正确定软管内的摩擦损失量,必须在软管两端放置一个压力表,然后减去差值。当然,你不能在火场上这样做,所以已经制定了一些经验法则。
GPM流
第一条经验法则不是关于摩擦损失,而是关于确定从光滑孔喷嘴流出的每分钟加仑(gpm)流量。摩擦损失取决于流经软管的水量。首先为一英寸喷嘴分配200加仑/分钟的流量。直径每增加或减少1⁄8英寸,分别增加或减少50加仑/分钟(表1)。
如果你使用公式29.72D2√P(其中D是直径,单位为英寸,P是压力,单位为psi)计算gpm流量,你会注意到相当显著的流量差异,这说明了精确的水力计算和经验法则之间的差异。
创建泵图表
第一种确定摩擦损失的方法是使用泵图表,大多数消防部门也是这样做的。这些图表是通过应用摩擦损失公式或用压力表测试该部门的水带来开发的。两种方式都是可以接受的。我更喜欢用压力表,它更准确,因为它测量的是部门实际使用的软管的摩擦损失。测量你所在部门使用的所有索绳的摩擦损失,得出一个平均值。虽然它更耗时,当然也更劳动密集型,但结果更精确。
泵图表可以安排在任何风格,为您工作,但它应该包含某些信息。首先,根据你的部门使用的软管大小将图表分成几部分,并包括一个主流部分。在每一节中,列出所使用的喷嘴尺寸,它们的流量(加仑/分钟),以及与每个软管/喷嘴组合相关的摩擦损失,列出光滑孔和雾喷嘴。包括一份设备上的器具清单及其各自的摩擦损失。还包括您认为必要的任何部门标准操作指导方针或程序(图1)。
图1。丹佛(CO)消防局水泵图 |
资料来源:丹佛消防部门。 |
泵图表应列出泵排出方程式中使用的所有数字。泵操作人员将数字插入到位,然后进行加减运算,得出合适的排放压力。
泵图表是一种非常有效、准确的工具。一旦泵操作员进行培训并熟悉了它,计算将变得快速而简单。
手工法
确定摩擦损失最广泛使用的经验法则之一是手动法。此方法适用于100到500 gpm的流量。它主要用于2½英寸软管,但也适用于计算1¾英寸软管的摩擦损失。一旦泵操作员练习并熟悉了这一点,它就会变得非常快速和易于使用。我们将从2½英寸软管开始(图2)。
图2。手动法(2½英寸软管) |
从左手的拇指开始,给每根手指的根部分配一个gpm。拇指是100,食指是200,以此类推。每根手指之间是每分钟50加仑(例如150,250)。
移回拇指,给每个手指的指尖指定奇数,从3开始(例如,拇指是3,食指是5)。指尖之间是偶数。
有了这些数字,做一下数学吧。
- 将手指底部的数字除以100(例如,100=1、150=1.5、200=2)。
- 将该数值乘以软管端部的数值,得出100英尺软管的摩擦损失。例如,在使用200 gpm雾化喷嘴的软管中,200位于食指底部。只需将200除以100得到2,然后将食指尖处的数字2乘以5。流量为200 gpm的2½英寸软管100英尺内的摩擦损失为10 psi。
如果流量为450gpm,则将4.5 × 10乘以每100英尺的摩擦损失为45psi。
例1。测量配备250加仑/分钟雾化喷嘴的2½英寸软管在600英尺内的摩擦损失。
- 在你手上找到250(在食指和中指之间)。
- 250除以100:250 ÷ 100 = 2.5。
- 将2.5乘以6(食指和中指之间尖端的数字):2.5×6=15,或每100英尺软管的摩擦损失为15 psi。
- 15乘以6(100英尺长软管的数量):15 × 6 = 90。
- 总摩擦损失90psi。
同样的方法也适用于1¾英寸的软管,只需要稍作修改(图3)。这种方法只适用于流量在100 - 200gpm之间的软管。对于更高的流量,使用更大的软管尺寸。在图3中,每个手指的中间被标记为gpm,每个手指的指尖被标记为1到5,从拇指开始。找出喷嘴每分钟的流量,并将指尖的数字乘以12。
图3。手动法(1¾英寸软管) 例2。测量1¾英寸软管每100英尺的摩擦损失,该软管的喷嘴流量为150加仑/分钟。找中指(150),看指尖的数字(3),乘以12,找到摩擦损失36psi。
例3。在200英尺、1¾英寸、175加仑/分钟雾化喷嘴的软管中寻找摩擦损失。
- 找出每分钟175加仑的手指(第四个手指)。
- 将第四个指尖的数字(4)乘以12:4 × 12 = 48psi / 100英尺软管。
- 48乘以软管长度:48 × 2 = 96。
- 总摩擦损失96磅/平方英寸。
一旦你习惯了,用手的方法是非常简单的。关键是要通过练习和训练来熟练使用它,就像在消防服务中使用任何东西一样。
下降10法
最后一条经验法则是我发现最简单的方法。它仅适用于2½英寸软管。它被称为“Drop10”方法,不需要你记住任何一组数字。你只需要知道从喷嘴流出的gpm流量。这适用于光滑孔径和雾化喷嘴。
取gpm号码,去掉最后一位数字。从得出的数字中减去10,即提供100英尺2½英寸软管的摩擦损失。
例4。计算2½英寸软管的摩擦损失,该软管具有1英寸的光滑内径,流速为210gpm。
- 取210,将零=21。
- 减去10等于11。
- 摩擦损失=每100英尺2½英寸软管11 psi。
例5。查找300英尺2½英寸软管(配备185 gpm雾化喷嘴)的总摩擦损失。
- 从185加仑每分钟下降5加仑= 18。
- 减去10等于8。
- 摩擦损失= 8psi每100英尺软管。
- 总摩擦损失= 8 × 3 = 24 psi。
就这样。就这么简单。你只需要知道所用喷嘴的流速。唯一的限制因素是,它仅适用于2½英寸软管。
••• 当您站在泵面板前,需要快速向喷嘴工作人员取水时,此处显示的经验法则方法是有用的工具。它们快速且相对准确。这些数字接近使用保险商或系数公式计算的数字。但是,要知道正在使用的软管中有多少摩擦损失,唯一的方法是测试软管以准确确定摩擦损失。无论你选择什么方法,都要练习,直到它成为你的第二天性。
保罗SPURGEON他在丹佛消防局工作了20年。1998年,他被提升为工程师,被分配到丹佛西北部的Engine 7。Spurgeon在红石社区学院获得了消防科学与技术的副学士学位,并著有《消防液压与泵操作》(消防工程,2012)一书。188金宝搏是正规吗
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第一六六卷第二期。