Расчет сил и средств для перекачки огнетушащих веществ к месту пожара на местности с подъемом Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

3. Соловьев А.С. Имитационное моделирование удара снежной лавины о неподвижное препятствие / А.С. Соловьев, О.М. Лебедев, А.В. Калач //Вестник ВГТУ. - 2011. - Т. 7. - № 7. - С. 88-90.

4. Соловьев А.С. Исследование взаимодействия снежной лавины с элементами защитных сооружений / А.С. Соловьев, О.М. Лебедев, А.В. Калач,

B.В. Петренко //Технологии гражданской безопасности. - 2012. - Т.9. -№ 2(32). -

C. 74-77.

РАСЧЕТ СИЛ И СРЕДСТВ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ОГНЕТУШАЩИХ ВЕЩЕСТВ К МЕСТУ ПОЖАРА НА МЕСТНОСТИ С ПОДЪЕМОМ

А.В. Кузовлев, доцент, к.т.н., А.Н. Николаев, курсант, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Подача воды к месту пожара способом перекачки применяется в основном при значительном удалении водоисточников от места пожара. Это объясняется тем, что один насос, установленный на водоисточник, не в состоянии создать давление, достаточное для преодоления потерь напора в рукавных линиях и для создания рабочих струй пожарных стволов непосредственно у места пожара. По этой причине применяют способ перекачки, заключающийся в том, что вода от водоисточника до места пожара последовательно подается от одного автонасоса к следующему, а последний в схеме перекачки подает воду непосредственно по рабочим линиям на тушение пожара.

Рациональным расстоянием для перекачки воды считается такое, при котором развертывание обеспечивается в сроки, когда к моменту подачи огнетушащих веществ пожар не принимает интенсивного развития. Это зависит от многих условий, и, в первую очередь, от тактических возможностей гарнизона пожарной охраны. При наличии в гарнизоне одного рукавного автомобиля, для организации подачи воды в перекачку рациональным можно считать расстояние до 2 км, при наличии двух рукавных автомобилей - до 3 км. При отсутствии в гарнизонах рукавных автомобилей перекачку целесообразно осуществлять при расстояниях до водоисточников не более 1 км. В других случаях организуют подвоз воды.

Практика применения такого способа транспортирования воды для подачи в очаг пожара достаточно хорошо отработана и при четком действии экипажей пожарных автомобилей обеспечивает успешное тушение пожаров, возникающих в районах с недостаточно развитым водоснабжением.

Современные справочники предлагают следующую методику расчета перекачки воды на местности с равномерным подъемом. Расстояние перекачки

определяется по рукавам с учетом неровностей местности:

1,21 N = ——

р 20 (1)

где 1, 2 коэффициент, учитывающий неровности местности; Ь - расстояние от водоисточника до пожара, м.

Сначала определяют расстояние до головного пожарного автомобиля

Нн - (Яр - ±7М ± 7СТ) ^гол - ^ (2)

где Мгол - предельное расстояние от места пожара до головного ПА в рукавах;

Нн - напор на насосе ПА, м; Нр - напор на разветвлении, равный НСТ + 10, м; 7СТ - высота установки прибора тушения, м; 7М - высота подъема (спуска) местности, м; Б - сопротивление одного рукава магистральной линии; Р - суммарный расход огнетушащих веществ, подаваемых по наиболее загруженной магистральной линии.

После определения предельного расстояния до головного ПА вычисляют длину ступени перекачки по формуле:

м _ Нн - (Нвх ± ^м)

^Мр - (3)

где Нвх - напор на конце магистральной рукавной линии ступени перекачки,

м.

Однако, применение вышеуказанной формулы является не корректным. Особенно это заметно при расчетах с большим подъемом местности. Например, расстояние от водоема до места пожара Ь = 800 м, требуется подача 3 стволов РС-70, 7СТ — 0 м, способ перекачки из насоса в насос по одной магистральной линии ё=77 мм.

(} = 3-7,4 = 22,2 л/с

1,2 ■ 800

ЛГП =-= 48 шт

р 20

^гол - —— - 5,4 => 5 шт

[90 - (10 + 40)] 0,015 ■ 22,22

Величина 7М, и зависящие от нее число рукавов Ммр приведены в таблице 1.

Таблица 1

7 -^м N

Расчет фактическое

0 10,8 10

10 9,5 9

20 8,1 8

30 6,8 6

40 5,4 5

50 4,1 4

60 2,7 2

70 1,4 1

80 0,0 0

90 -1,4 0

При значении ¿м от 40 м наглядно видно, что данная схема перекачки неэффективна. Причина таких низких показателей «м .р, заключается в том что в формуле (3) используется неверное значение ¿м - разница высот между автомобилем, установленным на водоисточник, и головным пожарным автомобилем. Данная формула будет справедливой в следующем виде:

Н„ — (НПУ + ^

'Н I "ВХ -!- М . ,

м _ ^_1 ступ/ (4)

где - количество ступеней перекачки.

г,

Величина-является разницей высот между ступенями перекачки, т.е.

^ступ

между насосами пожарный автомобилей. Однако само значение «мр находится именно для того чтобы определить 1ступ:

„ _ ( 1 — ^гол)

1 ступ = «м. р (5)

Количество ступеней перекачки можно определить, зная общие потери напора в линии перекачки и потери напора на участке линии перекачки, которые возможно преодолеть при подаче огнетушащих веществ от насоса до следующего в системе насоса.

Общие потери напора складываются из потерь во всех рукавах и высоты подъема местности. Длина участка линии перекачки ограничена также тем, что в конце линии, в конкретном данном случае, при входе во всасывающую полость следующего насоса необходимо поддерживать напор не менее 10 м. Таким образом, максимально возможные потери напора на участке перекачки представляют собой разность между напором на насосе и напором у всасывающей полости следующего насоса.

(Нм.р .л . ¿ ¿м)

(Нн — Нвх)

где Нм . р л. - потери напора в магистральной рукавной линии, м;

Нвх - напор на конце магистральной линии ступени перекачки, м.

Нм.р.л. = V С2 (7)

Ям.р,. = 48 ■ 0,015 ■ 22,22 = 354,8 м

В таблице 2 приведено сравнение результатов расчета «ступ при применении формул (3, 6).

Таблица 2

«ступ = ^ - м; (6)

7 [9 0 —( 1 0 + ¿м)] м р 015 ■ 22,22 ( 4 8 — 5) ^ступ дг ( 3 1 7, 9 + ¿м) «ступ ( 9 о — 1 0)

0 10 5 5

10 9 5 5

20 8 6 5

30 6 8 5

40 5 9 5

50 4 11 6

60 2 22 6

70 1 43 6

80 0 - 6

90 0 - 6

Подобные различия значений одной и той же величины говорят о различных подходах к ее расчету.

Величина 1м должна использоваться при расчете всей линии перекачки.

При расчете ступеней должна учитываться величина Л1м = м

^ступ

Рис. График зависимости потерь напора от длины рукавной линии

и подъема местности

На рисунке проиллюстрированы потери напора в магистральной линии на местности с равномерным подъемом,

где ось Ям_р_л_ - потери напора от сопротивления рукавов;

ось 1м - подъем местности;

ось Ир - длина линии перекачки;

Ымр - длина ступени перекачки;

АНСТ - потери напора в ступени;

Н0бщ - общие потери в линии перекачки.

Нобщ ^М.р.л. ^м

ДЯСТ = Нн- нвх

Данный график доказывает справедливость формулы (6) и некорректность формулы (3), т.е. в ней необходимо применять значение Л1м.

Далее, зная количество ступеней перекачки определяется длина одной ступени:

_ (Мр - Мол) (8)

м-р ~ N

Достоверность вычислений проверяется расчетом напора на насосе в ступени перекачки, который не должен превышать характеристик насоса:

'^ступ

Так как головной автомобиль должен стоять как можно ближе к пожару, проводится расчет количества рукавов, на которое его можно приблизить:

АЫ = (ЛГм.р ■ Ыступ) - (Ыр - ЫГОл) (10)

Результаты сведены в таблице 3.

Таблица 3

7 N Ян < 90 АЫ

0 9 76,5 2

10 9 78,5 2

20 9 80,5 2

30 9 82,5 2

40 9 84,5 2

50 8 77,5 5

60 8 79,1 5

70 8 80,8 5

80 8 82,5 5

90 8 84,1 5

Таким образом, проведенные расчеты доказали, что приведенная авторами методика расчета перекачки воды по местности с равномерным подъемом является достоверной и должна применяться при проведении пожарно-тактических расчетов.

Список использованной литературы

1. Повзик Я.С. Справочник руководителя тушения пожара. М.: ЗАО. Спецтехника, 2004. - 361с.

2. Иванников В.П., Клюс П.П. Справочник руководителя тушения пожара, 1987. - 288 с.

3. Теребнев В.В. Справочник руководителя тушения пожара. - М.: ПожКнига, 2004. - 248 с.