CC BY
29
нить которые достаточно сложно. В практике противопожарного нормирования принято, что для зданий всех классов пожарной опасности, кроме F1.3, высотой более 50 м конструкции должны отвечать требованиям, предъявляемым к конструкциям зданий "особой" степени огнестойкости, т. е. для несущих элементов предел огнестойкости должен быть не менее R180. Однако для жилых многоквартирных зданий высотой более 50 м и менее 75 м допускается предусматривать I степень огнестойкости. При этом следует заметить, что в соответствии с приложением Н [2] время, через которое начинается эвакуация людей в жилых зданиях, может достигать 9 мин.
Следует также отметить еще одну проблему, связанную с обеспечением пожарной безопасности высотных общественных зданий. В случае использования безбалочных монолитных перекрытий для деления высотных зданий на пожарные отсеки по вертикали их предел огнестойкости должен соответствовать пределу огнестойкости противопожарных перекрытий, что является весьма трудно реализуемым и дорогостоящим мероприятием.
Наличие помещений различного функционального назначения обуславливает присутствие в современных зданиях пожарной нагрузки с различными пожарно-техническими характеристиками и физикохимическими свойствами. В связи с этим при определении пожарного риска на объекте защиты расчет необходимо выполнять для сценариев возгорания в помещениях с различной пожарной нагрузкой.
Разделение помещений различного функцио-
нального назначения следует производить в соответствии с требованиями QCVN 06 : 2010/BXD « Vietnam Building Code on Fire Safety of Buildings» [2]. Как правило, разделение помещений различного функционального назначения достигается функциональной схемой здания.
Наличие на объектах защиты многосветных пространств представляет особую опасность. Быстрое распространение опасных факторов пожара по вертикали, массовые скопления людей в пространствах, прилегающих к атриумам (галереям, пассажам), — все это создает серьезную угрозу жизни и здоровью посетителей.
Атриумы, как правило, представляют опасность при высоте здания (или пожарного отсека) менее 20 м, поскольку свободный объем в зданиях большей высоты, как правило, нивелирует темп задымления эвакуационных путей. В отечественной практике широкое применение нашли стационарные противодымные экраны из негорючих материалов, защищающие проемы в перекрытиях по периметру. Однако моделирование пожаров в зданиях с многосветными пространствами, показало, что требуемая эффективность использования таких экранов достигается только при наличии систем дымо-удаления с механическим побуждением тяги. Это связано с тем, что создаваемые дымовые карманы, положительно влияя на динамику распространения дыма на вышележащие этажи, увеличивают задымление эвакуационных путей на этаже пожара
Список литературы
1. Law of Fire Fighting & Prevention 2013.
2. QCVN 06 : 2010/BXD « Vietnam Building Code on Fire Safety of Buildings»
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСХОДА ГАЗА НА ПОТЕРИ ДАВЛЕНИЯ _В МЕМБРАННЫХ СЧЕТЧИКАХ_
Камьянова Маргарита Сергеевна
магистрант ИАиС ВолгГТУ, г. Волгоград Ефремова Татьяна Васильевна
к.т.н., доцент ИАиС ВолгГТУ, г. Волгоград
Аннотация: рассматривается проблема определения потерь давления в бытовых газовых счетчикахи влияние этих потерь на гидравлический режим системы газопотребления жилого дома. Приводятся данные теоретических и экспериментальных исследований для счетчика «Вектор G6».
Abstract: analytics, analytics, analytics, analytics, analytics. The data of theoretical and experimental studies for the counter "Vector G6" are given.
Ключевые слова: мембранный счетчик, технические характеристики, потери давления газа, местные сопротивления, расход газа
Keywords: membrane meter, technical characteristics, gas pressure loss, local resistance, gas flow
Обеспечение нормальной работы бытовых газовых приборов у конечных потребителей - одна из основных задач эксплуатирующих организаций. Большое значение при выполнении этой задачи играют технически и практически обоснованные проектные решения, подтвержденные соответствующими расчетами. Одним из обязательных расчетов является гидравлический, в задачи которого входит определение потерь давления газа, в том числе во внутридомовой сети.
Основным элементом, на который приходится большая часть потерь давления во внутридомовой сети, является бытовой газовой счетчик. Установка газового счетчика не только отвечает требованиям нормативных документов [1], но и позволяет существенного экономить траты за потребление газа, так как практика показывает, что затраты снижаются в 3-5 раз по сравнению с платой по нормативам.
В настоящее время для установки приборов учета расхода газа для бытовых целей используют различные типы счетчиков [2]:
- мембранные (диафрагменные, камерные) счетчики газа (Вектор, СГМН, №М. ВК, Газдевайс и др.), отличающиеся высокой надежностью и простой;
- электронные счетчики газа (СГМ, Гранд, Элехант СГМ), которые имеют компактные габариты и периодичность поверки раз в 10-12 лет;
- ультразвуковые счетчики (УБСГ), которые обладают высокой точностью, не имеют вращающихся частей, могут работать в широком диапазоне рабочих температур надежны и стабильны в показаниях
По данным заводов-изготовителей потери давления в мембранных счетчиках могут быть в диапазоне 150-300 Па. В паспортах отдельных производителей такие данные не приводятся вообще, что может привести к отклонению истинных потерь давления в системе от фактических, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.
Потери давления в счетчике можно определить теоретически и экспериментально.
Теоретическое определение потерь давления возможно, если представить движение газа через счетчик как движение по трубопроводу, имеющему значительное количество местных сопротивлений.
Так, например, диафрагменный счетчик Вектор в6 состоит из 4-х камер, которые последовательно заполняются и опустошаются при их постоянном возвратно-поступательном движении. (рис. 1).
Рис.1. Принципиальная схема работы диафрагменного счетчика
При этом по пути прохождения через счетчик газ преодолевает местные сопротивления [3], при-газ преодолевает различные местные сопротивле- веденные в таблице 1. ния. Исследование конструкции счетчика предполагает, что при прохождении всех четырех камер
Таблица 1- Ведомость местных сопротивлений
Перечень местных сопротивлений Коэффициенты местных сопротивлений ^ Количество местных сопротив-лений
Отвод 0,2 28
Внезапное сужение 0,6 4 13,6
Внезапное расширение 0,4 4
Потери давления в газопроводах, Па, определяются по выражению:
АР = АРуд - (1д + 1Э ■£<),
где АРуд - удельные потери давления, Па/м, АРуд = 8,0 Па/м;
¡д - действительная длина трубопровода, м (для счетчик Вектор вб / =1,8 м);
1э - эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, потери давления на котором равны потерям давления в местном сопротивлении со значением < = 1; Определяется по номограмме [2] в зависимости от расхода и диаметра трубы;
-сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода.
Потери давления газа в счетчике целесообразно определить при трех значениях расхода газа: минимальном (0,06 м3/ч), максимальном (10 м3/ч) и номинальном (6 м3/ч).
Для минимального расхода газа
АР = 0,08- (1,8 + 0,06 • 13,6) = 0,209
Па.
Для номинального расхода газа
АР = 5,6 - (1,8 +1,2 -13,6) = 102 Па.
Для максимального расхода газа
АР = 10,2 - (1,8 +1,5 -13,6) = 226 Па.
Результаты расчета показывают, что теоретически полученные значения давления на счетчике в большой степени зависят от расхода газа и находятся в пределах от 0,2 до 226 Па, чем не соответствует данным завода изготовителя
(АР = 150-200Па).
Для определения потерь давления экспериментальным путем разработана и создана установка, позволяющая определять потери давления в диа-фрагменных счетчиках при различных гидравлических режимах и при различных физических характеристиках природного газа (рис. 2).
Экспериментальные исследования влияния различных параметров при работе газовых счетчиков планировались по факторному принципу. При однофакторном эксперименте рассматривается, как влияет единичный фактор (количественный или качественный) на переменную при различных его уровнях, в данном случае влияние расхода газа на потери давления в счетчике.
Для достижения геометрического, кинематического и динамического подобия модели и натуры при исследовании гидравлических режимов движения биогаза необходимо равенство чисел Фруда и
Рейнольдса. При проведении эксперимента движущейся средой в напорном трубопроводе являлся воздух с коэффициентом кинематической вязкости v=13,56• 10-6 м2/с, в действительности движущейся средой является природный газ, основным компонентом которого является метан с коэффициентом кинематической вязкости v=14,00•Ш~6 м2/с. Поэтому во все полученные экспериментальные зависимости для соблюдения принципов гидравлического моделирования вводится поправочный коэффициент (0,97).
Рис. 2 Экспериментальная установка
Таблица 2 - Данные для однофакторного эксперимента
Счетчик Вектор в6
№ повторного опыта Потери давления, кПа
0=3,24 0=3,84 0=4,8
1 1,00 1,40 2,10
2 1,02 1,45 2,12
Обработка результатов эксперимента выполнена в следующей последовательности [4].
1. Определяется итоги по столбцам
т
А = £ У] • 4
г=1 ^
А = 1,0 + 1,02 = 2,02;
Л2 = 1,4 + 1,45 = 2,85; Аъ = 2,1 + 2,12 = 4,22.
2. Подсчитывается сумму квадратов всех наблюдений
к т о
^ =1 ту2,
1 г=1 ]=1 г
= 1,02 +1,022 +1,42 +1,452 + 2,12 + 2,122 = 15,0073.
3. Подсчитывается сумму квадратов итогов по столбцам и делим на число наблюдений в столбце
20_Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) #3 (48), 2018\ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
к о
552 = к (А2/ т),
1=1
552 = (4,0804+ 8,1225+17,8084)/ 2 = 15,0056
4. Определяется корректирующий член, представляющий собой квадрат общего итога делений на число всех наблюдений
к о
553 = (1/N)-(к А)2, 1=1
553 = 9,092/6 = 13,7714.
5. Вычисляется сумму квадратов для столбца
55^ = 55^ - 55^, 55^ = 15,0056 -13,7714 = 1,2342.
6. Определяется общую сумму квадратов, равную разности между суммой всех наблюдений и корректирующим членом
55'общ = 551- 553,
55 . = 15,0073-13,7714 = 1,2359.
общ ' ' '
7.Подсчитывается остаточную сумму квадратов для оценки ошибки эксперимента
55ост = 551 - 552, 55ост = 15,0073-15,0056 = 0,0017.
8.Определяется дисперсию фактора А
552А = 55^ /(к -1), 552А = 1,2359/(3 -1) = 0,6180.
9. Определяется выборочную дисперсию, характеризующуюся фактором случайности
,2
55 ош = SSocm/[k(m -1)] 55 2ош = 0,0017/[3(2 -1)]= 0,00056.
10 .Проверяется нулевую гипотезу Фишера, если отношение ^2а/52ош>Р0,95(/1,/2), то влияние фактора А следует считать незначимым.
^=0,0017/0,00056=3,03.
Критерий Фишера для уровня значимости Р=0,05; ^=3; /2=4 равен ^0,95=6,6. Так как 3,03>6,6, то можно сделать вывод, что влияние расхода газа на потери давления следует считать значимым.
Обработка результатов эксперимента показала, что при определении потерь давления газа в мембранных счетчиках необходимо учитывать расход газа. Так как счетчики разных производителей могут иметь некоторые различия в конструкции, то необходимо определить зависимости потерь давления от расхода газа. Графическое выражение таких зависимостей позволит учитывать потери давления в счетчиках на стадии проектирования максимально приближенными к действительным.
Список литературы:
1. СП 62.13330.2011 Актуализированная версия СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы». - М., Минрегион России, 2015. - 64 с.
2. Промышленное газовое оборудование: справочник. 6-е изд., перераб. и доп. - Саратов: Газовик, 2013. - 1280 с.
3. Газоснабжение промышленного предприятия: Методические указания./Сост., Е.Е. Мари-ненко, Т.В. Ефремова, Л.А. Журилова, М.А. Озеров, П.П. Кондауров. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2008. - 38 с.
4. Эстеркин Р.И., Иссерлин А.С., Певзнер М.И. Теплотехнические измерения при сжигании газового и жидкого топлива. Справочное руководство. - 2-е изд., перераб. И доп. - Л.: Недра, 1981. - 424 с.
