室内消火栓与孔板组合局部阻力系数的测定论文

《室内消火栓与孔板组合局部阻力系数的测定论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、室内消火栓与孔板组合局部阻力系数的测定论文摘要：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MeasurementofLocalResistanceCoefficientofIndoorPa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.freelm

2、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(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

3、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+ΣΔHPa、1.0MPa两种。2.3试验内容受试消火栓为SN50和SN65的直角单阀单出口型室内消火栓。选取受试孔板共13块，为寻求局部阻力系数ξ与相对孔径β(相对孔径β=d/D,d为孔板孔径，D为消火栓管内径)的关系，对SN50和SN65两种口径的消火栓配置β值相近的孔板。β值具体取为：0.24

4、、0.27、0.30、0.34、0.43、0.50、0.58，因此共进行13个不同组次试验，以每组平均7个雷诺数(Re)的不同工况计，共需完成近100个不同工况试验。为了考查试验的重复性和纠正个别不妥的数据，研究中还进行了多次重复试验。全部试验实际完成约30组次，210个工况，共采集数据700余个。另外，因分析试验成果需要，对SN50及SN65消火栓做了局部阻力系数ξ栓的测试。3试验数据分析3.1数据整理过程试验中实测数据共5种：管道实际内径D；孔板孔径d；流量Q；阀前压力P表和水温t。推算过程如下：(1)用分辨率0.02mm的游标卡尺对一个断面的不同角度测3～5次，取算术平

5、均值得出D和d，然后算出相对孔径β=d/D。(2)根据实测Q和D算出管内实际流速v=4Q/πD2。(3)根据实测t查出相应的运动粘度ν，然后算出雷诺数Re=v*D/ν。(4)根据实测t查出相应的水的重度γ，然后算出该工况下的消火栓与孔板组合局部阻力系数ξi=(P表/γ)/(v2/2g)。(5)以同一管径D和孔径d为一组，绘出ξi～Re关系曲线。找出不少于3个处于阻力平方区的ξi值进行统计计算，得出该组的消火栓与孔板组合局部阻力系数ξ值(详见图6)。(6)用13组不同的ξ值，通过数理统计方法找出ξ与β间的关系式(见图7)。图6ξ～Re关系曲线图7ξ～β关系曲线3.2消火栓的水头

6、损失及局部阻力系数ξ栓(1)部分实测数据见表1。(2)对于SN65消火栓，当v=2.5m/s时推算流量Q=8.3L/s，水头损失h栓=9.6kPa。(3)对于SN50和SN65型消火栓，当v=2.5m/s时，水头损失约为10kPa。这与消防部门的检测结果基本一致。说明本试验方法与(GB3445-93)等效。表1部分实测数据型号流量/L/s流速/m/s水头损失/kPaξ栓SN502.51.272.63.15.02.5510.3SN652.50.750.93.05.01.513.5(4)对于SN50和SN65型消火栓，在常用范围(SN50，Q≥2.5L/s；SN65，Q≥5L/s

7、)水头损失约为5kPa。3.3局部阻力系数ξ与雷诺数Re的关系图6为部分组次试验的ξi～Re关系曲线以及实测消火栓ξ栓～Re曲线。从各曲线可明显看出当Re5×104时，局部阻力系数ξ不再随Re而改变，可视为不变量。对于SN50型消火栓流量2.5L/s时，管内水流雷诺数为6×104；SN65型消火栓流量5L/s时，管内水流雷诺数为9.5×104。可见，消火栓正常工作时均在阻力平方区，局部阻力系数ξ可看成一个常数(试验中均采用Re105的数据点来计算ξ值)。3.4ξ与β的关系将试验得到ξ与β用不同的方法进行