Спеціальне водопостачання

2.4 Компактні водяні струмені

Струменем називають потік рідини, який рухається в масі такої самої або іншої рідини та не обмежений стінками. В залежності від умов, водяний струмінь може бути затопленим, якщо він рухається в рідині, та незатопленим, якщо він рухається в газовому середовищі. У практиці пожежогасіння використовують незатоплені водяні струмені, які поділяються на:

- компактні (суцільні), які утворюються від ручних та лафетних пожежних стволів, з конічними насадками та характеризуються компактністю, великою дальністю польоту та сильним динамічним впливом;

- роздрібнені (розпорошені), які утворюються від спеціальних насадків – розпорошувачів.

Теоретична максимальна дальність польоту струменя L_т визначається:

,

(2.6)

де К – коефіцієнт опору тертю в повітрі;

Н – напір біля насадка;

d – діаметр насадка.

Аналіз (2.6) показує, що максимальну теоретичну дальність польоту струменя можна одержати при куті нахилу ствола θ = 45 градусів, тобто

.

(2.7)

Але формулою (2.7) можна користуватися при напорі Н до 7 м, тому що при напорах перед стволом 10 м, як показує практика, найбільша дальність польоту досягається при куті нахилу ствола θ = 35 - 40 градусів, при напорі 35 м та більше – при θ = 30 - 40 градусів.

Вертикальні струмені

Компактний водяний струмінь при течії з вертикально встановленого ствола теоретично повинен піднятися на висоту , тому що в насадку вся потенційна енергія перетворюється на кінетичну. Однак, частина енергії витрачається на подолання струменем опору повітря, тому струмінь підіймається на меншу висоту Н_В. Різниця величин H-H_в=h називається "втратою висоти" та визначається:

.

Теоретично висоту струменя можна визначити з рівняння:

,

або, після підстановки, з формули

,

звідки визначимо висоту вертикального струменя

.

Ця залежність аналогічна емпіричній формулі, яка запропонована Люгером (1895 р.) для розрахунку вертикальних струменів:

,

(2.8)

де - коефіцієнт, що визначається за допомогою таблиці 2.4; d – діаметр насадка, мм.

Таблиця 2.4 - Значення коефіцієнта φ для насадків

d, мм

φ

d, мм

φ

d, мм

φ

13

0,0165

22

0,0077

32

0,0039

16

0,0129

25

0,0061

38

0,0028

19

0,0097

28

0,005

50

0,0014

Фріман для розрахунку вертикальних струменів, отриманих при напорі від 7 до 70 м, запропонував формулу:

,

(2.9)

де d – діаметр насадка, м.

Для практичних розрахунків формули Люгера (2.8) та Фрімана (2.9) рівноцінні.

« 2.3 Втрати напору у місцевих опорах Контрольні питання та завдання »