室內(nèi)消火栓和孔板組合局部阻力系數(shù)-測定

1、室內(nèi)消火栓和孔板組合局部阻力系數(shù)-測定            摘要：近年來出現(xiàn)了一種新的消火栓減壓孔板安裝方式，即將孔板安裝在與消火栓出水端相連接的固定接口內(nèi)。為準(zhǔn)確獲取消火栓與孔板組合局部阻力系數(shù)做了試驗(yàn)，并就其應(yīng)用進(jìn)行了討論。 關(guān)鍵詞：室內(nèi)消火栓 減壓孔板  Measurement of Local Resistance Coefficient of Indoor Water Hydrant and Orifice ComponentAbstract: A ne

2、w installation of orifice pressure reducer for indoor fire hydrant, which the orifice has to be located at a fixed joint attached to the outlet of hydrant, has appeared recently. The experiment to determine the exact value of the local resistance coefficient of the hydrant and orifice component has

3、been presented and the application of the results discussed.1試驗(yàn)?zāi)康臑榱吮ＷC各層室內(nèi)消火栓的出水量不超過規(guī)定的流量，以使水槍的反作用力不至于引起消防人員操作困難，按照有關(guān)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，在消火栓栓口的出水壓力超過0.5MPa的消火栓處應(yīng)設(shè)置減壓設(shè)施。目前主要的減壓設(shè)施是采用減壓孔板。以往的減壓孔板是設(shè)置在消火栓前的直管段上，近年來出現(xiàn)了一種新的孔板安裝方式，即將孔板安裝在與消火栓出水端相連接的固定接口內(nèi)(見圖1)。這種安裝方式已得到了消防主管部門的認(rèn)可，并通過幾年的工程實(shí)踐證明是可行的。這種安裝方式較直管段上法蘭夾孔板

4、的安裝方式有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：第一、不必為孔板單獨(dú)配置法蘭及其它緊固件，安裝十分簡便；第二、在消火栓口可直接測量孔板的孔徑，給工程驗(yàn)收和定期檢測帶來極大方便；第三、孔板不再長期浸泡于水中，減輕了水對孔板的銹蝕。眾所周知，現(xiàn)在使用的孔板水頭損失計(jì)算公式是直管段上的孔板公式。它是1984年規(guī)范組在眾多的公式中經(jīng)過反復(fù)計(jì)算和比較最終確定選用的，并沒有做過專門的試驗(yàn)加以驗(yàn)證，多少顯得根據(jù)不足。另外，根據(jù)水力學(xué)的理論，兩個局部阻力件的安裝間距小于其局部阻力影響長度時，兩件間將出現(xiàn)水流狀態(tài)的相互影響。其組合后的水頭損失不再等于它們分別水頭損失之和，一般是0.53倍的分水頭損失之和。因此不能簡單地將消火栓與孔板

5、組合局部阻力系數(shù)取值為消火栓局部阻力系數(shù)栓和孔板局部阻力系數(shù)孔之和。圖2減壓孔板綜合上述情況，為了準(zhǔn)確地獲取消火栓與孔板組合局部阻力系數(shù)，以備編入國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集，方便設(shè)計(jì)人員正確選用，我們決定采用試驗(yàn)的手段直接測定，并委托中國水利水電科學(xué)研究院冷卻水所對此進(jìn)行了測定。2試驗(yàn)的原理、裝置及內(nèi)容2.1試驗(yàn)原理本次試驗(yàn)參照室內(nèi)消火栓國家標(biāo)準(zhǔn)(GB3445-93)中第5.8條的規(guī)定進(jìn)行，受試件(消火栓)前后測壓斷面距其中心均應(yīng)為5D(D為直管內(nèi)徑)，如圖3，采用壓差計(jì)測量受試件前后的壓力差(即水頭損失)。但加上孔板后水頭損失很大，因而沒有現(xiàn)成的量程合適的壓差計(jì)。在經(jīng)過仔細(xì)分析后，決定在消火栓出口

6、后不設(shè)噴槍，將出水管在距消火栓中心5D處截?cái)啵屗杂沙隽?，如圖4所示。這樣就將試驗(yàn)裝置由測壓差改成測閥前水壓。下面對圖4中1-1，2-2斷面列伯努力方程，得到：圖4試驗(yàn)裝置示意圖Z1+P1/+v12/2g=Z2+P2/+v22/2g+HW忽略位置高差，即Z    2007-05-18        1=Z2；又因v1=v2=v,P2=Pat（Pat為大氣壓力），則上式為：(P1-Pat)/=HW式中代表水的重度；(P1-Pat)即為1-1斷面上壓力表指示壓力值，即表壓力P表

7、。則P表/=HW其中HW=H(H為消火栓與孔板組合局部水頭損失)。又知，局部水頭損失計(jì)算公式：H=×(v2/2g)可導(dǎo)出局部阻力系數(shù)：=H/(v2/2g)對本試驗(yàn)，則=(P表)/(v2/2g)2.2試驗(yàn)裝置 試驗(yàn)設(shè)備及管路系統(tǒng)如圖5所示。150mm。 (5)測壓孔：距消火栓中心5D(D為受試管內(nèi)徑)處設(shè)置測壓斷面。在該斷面上沿管壁圓周相距90°設(shè)測壓孔4個，孔徑1.5mm。4個測壓孔與測壓管聯(lián)箱相通，使4孔靜壓得以均衡。測壓管聯(lián)箱再與壓力計(jì)聯(lián)箱相接，可用于4種量程的壓力計(jì)。 (6)放水箱：0.6m×0.6m×0.55m。箱內(nèi)擺放消能塑料填料及防濺格柵，使水泵吸水箱與消火栓高速沖擊出流隔離，有利于水泵入口水壓穩(wěn)定，最終穩(wěn)定試驗(yàn)管件內(nèi)水壓。 (7)吸水箱：0.6m×0