室内消火栓与孔板组合局部阻力系数的测定.doc

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1、室内消火栓与孔板组合局部阻力系数的测定摘要：近年来出现了一种新的消火栓减压孔板安装方式，即将孔板安装在与消火栓出水端相连接的固定接口内。为准确获取消火栓与孔板组合局部阻力系数ξ做了试验，并就其应用进行了讨论。关键词：室内消火栓减压孔板MeasurementofLocalResistanceCoefficientofIndoorWaterHydrantandOrificeComponent　　Abstract:Anewinstallationoforificepressurereducerforindoorfirehydrant,whichtheorifice

2、hastobelocatedatafixedjointattachedtotheoutletofhydrant,hasappearedrecently.Theexperimenttodeterminetheexactvalueofthelocalresistancecoefficientofthehydrantandorificecomponenthasbeenpresentedandtheapplicationoftheresultsdiscussed.1　试验目的　　为了保证各层室内消火栓的出水量不超过规定的流量，以使水枪的反作用力不至于引起消防人员操作

3、困难，按照有关室内消火栓系统设计规范的要求，在消火栓栓口的出水压力超过0.5MPa的消火栓处应设置减压设施。目前主要的减压设施是采用减压孔板。以往的减压孔板是设置在消火栓前的直管段上，近年来出现了一种新的孔板安装方式，即将孔板安装在与消火栓出水端相连接的固定接口内(见图1)。这种安装方式已得到了消防主管部门的认可，并通过几年的工程实践证明是可行的。这种安装方式较直管段上法兰夹孔板的安装方式有以下几个优点：第一、不必为孔板单独配置法兰及其它紧固件，安装十分简便；第二、在消火栓口可直接测量孔板的孔径，给工程验收和定期检测带来极大方便；第三、孔板不再长期浸泡于水中

4、，减轻了水对孔板的锈蚀。众所周知，现在使用的孔板水头损失计算公式是直管段上的孔板公式。它是1984年规范组在众多的公式中经过反复计算和比较最终确定选用的，并没有做过专门的试验加以验证，多少显得根据不足。另外，根据水力学的理论，两个局部阻力件的安装间距小于其局部阻力影响长度时，两件间将出现水流状态的相互影响。其组合后的水头损失不再等于它们分别水头损失之和，一般是0.5～3倍的分水头损失之和。因此不能简单地将消火栓与孔板组合局部阻力系数ξ取值为消火栓局部阻力系数ξ栓和孔板局部阻力系数ξ孔之和。图1　减压孔板安装图　　12在消防给水系统中所用的减压孔板均为标准孔板

5、，这种孔板单侧倒角，即孔口在水流进口方向是圆柱形，在水流出口方向是扩散圆锥形。这样的孔板要求加工精度高，安装又有方向性，容易装错。为了使加工、安装简便易行，我们此次试验所用孔板改成直通孔、不倒角，用4mm厚的铜板加工而成(如图2所示)，并将在国标图中推荐使用此类孔板。图2　减压孔板　　综合上述情况，为了准确地获取消火栓与孔板组合局部阻力系数ξ，以备编入国家建筑标准设计图集，方便设计人员正确选用，我们决定采用试验的手段直接测定，并委托中国水利水电科学研究院冷却水所对此进行了测定。2　试验的原理、装置及内容2.1　试验原理　　本次试验参照《室内消火栓》国家标准(

6、GB3445-93)中第5.8条的规定进行，受试件(消火栓)前后测压断面距其中心均应为5D(D为直管内径)，如图3，采用压差计测量受试件前后的压力差(即水头损失)。但加上孔板后水头损失很大，因而没有现成的量程合适的压差计。在经过仔细分析后，决定在消火栓出口后不设喷枪，将出水管在距消火栓中心5D处截断，让水自由出流，如图4所示。这样就将试验装置由测压差改成测阀前水压。下面对图4中1-1，2-2断面列伯努力方程，得到：图3　消火栓检测装置示意图图4　试验装置示意图Z1+P1/γ+v12/2g=Z2+P2/γ+v22/2g+ΣΔHW忽略位置高差，即Z1=Z2；又因

7、v1=v2=v,P2=Pat（Pat为大气压力），则上式为：(P1-Pat)/γ=ΣΔHW式中γ代表水的重度；(P1-Pat)即为1-1断面上压力表指示压力值，即表压力P表。则P表/γ=ΣΔHW其中ΣΔHW=ΔHξ(ΔHξ为消火栓与孔板组合局部水头损失)。又知，局部水头损失计算公式：ΔHξ=ξ×(v2/2g)可导出局部阻力系数：ξ=ΔHξ/(v2/2g)对本试验，则ξ=(P表／γ)/(v2/2g)2.2　试验装置　　试验设备及管路系统如图5所示。图5　试验装置系统图　　(1)水泵：采用50DL15-2×8型清水离心泵，扬程98m、流量15m3/h、输入功率1

8、1kW。　　(2)调节阀：调节试验流量。　　(3)电