Диссертация (1172930), страница 14

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

Диапазон рабочих давлений разделителейсред от 0,1 до 60 МПа, при диапазоне рабочих температур от –50 до + 500℃(рисунок 3.7).Рисунок 3.7 – Мембранный разделитель сред с керамической подложкой типа ВAВ целях безопасности, а также для стравливания воздуха, находящегося всистеме, в рукавных вставках предусмотрены клапанные блоки БК-Е 1/ 2/ 5/ М/ 0/М/ 02/ -/ М20М/.

Клапанные блоки рассчитаны на рабочее давление средыдо 40 МПа при рабочей температуре среды от –60 до 170℃ и температуреокружающего воздуха от –50 до 70℃ (рисунок 3.8).Рисунок 3.8 – Клапанный блок БК серии Е100Подключение преобразователей давления осуществляется при помощиразъемов, смонтированных на рукавных вставках.Сигнал с преобразователей давления при помощи кабельных линий типаКММпередаетсянаизмерительныйприборРТМ59(регистратортехнологический многоканальный) для регистрации и визуализации значенийизбыточного давления. Регистратор многоканальный РТМ 59/-/В/t1050/III/A2/D2(рисунок 3.9) представляет собой микропроцессорный, аналого-цифровойрегистрирующий и показывающий измерительный прибор, рассчитанный натемпературу эксплуатации от –10 до + 50℃. Основная приведенная погрешностьприбора  0,15 % [127].Рисунок 3.9 – Регистратор многоканальный технологический РТМ 59Для удобства эксплуатации и для размещения разъёмов подсоединениякабельных линий для РТМ 59 предусмотрен электрощит.Представленный измерительный комплекс способен производить измеренияпараметров избыточного давления в диапазоне от 0 до 40 МПа при движенииводы и смеси воды и абразивных частиц при температуре окружающего воздухаот –10 до +50℃.101Дляизмерениялинейныхразмероврукавоввысокогодавленияпредусмотрена рулетка со стальной лентой, измерения которой производились поГОСТ 7502 [116], и штангенциркуль – по ГОСТ 166 [128].Измерениерукавоввысокогодавленияпроизводилосьнаровнойгоризонтальной поверхности, с погрешностью измерений, не превышающей 0,1 м.Для проведения экспериментальных исследований автором работы быларазработана «Программа и методика предварительных испытаний насоснорукавныхсистемустановокпожаротушениясгидроабразивнойрезкой»(Приложение Е).Программа и методика испытаний подразумевала проведение исследованийгидравлическиххарактеристикрукавоввысокогодавлениясистемпожаротушения с гидроабразивной резкой при прямолинейной прокладке и приизгибах линии, образующих местные сопротивления.Переченьоборудования,задействованноговходепроведенияэкспериментального исследования, отражен в таблице 3.1.Таблица 3.1 – Перечень оборудования, задействованного в ходе проведенияэкспериментального исследованияНаименованиеоборудования1Автоцистерна пожарнаяАЦ-3,2-40/4 с установкойпожаротушения «Кобра»Рукавная катушка срукавом высокого давленияTRELLERBORGTRЕLLJET 580-HD 13 -1/2//- HP 500 BAR /7350 PSIMAX 150 ℃Датчики избыточногодавления АИР-20 -/M2-Н/ДИ/ 190/ -/ -/ 12N/ А3И2/t1070/ C05/ 0...40 МПа/ -/42/ C/ -/ -/ -/ -/ -/ BA/ ГПРегистратортехнологическиймногоканальный РТМ 59//В/t1050/III/A2/D2НазначениеКоличествоПримечание2Подача огнетушащихвеществ в виде воды и смесиводы и абразива341 ед.Проведение исследованийпри движении по ним воды игидросмеси1 шт.Измерение избыточногодавления2 шт.Регистрация и визуализацияизмеряемых значений1 шт.Стандартнаядлина рукава 80 м102Продолжение таблицы 3.1Рукавная вставка сдиаметром условного12 мм оборудованнаябесклапаннымибыстроразъёмнымисоединениямиАбразивный материалРулетка со стальной лентойШтангенциркульФотоаппаратСпециальная защитнаяодежда пожарногоУстановка датчиковизбыточного давления,разделителей сред иклапанных блоков спереходникамиФормирование гидросмесиИзмерение линейныхразмеровТо жеФото и видеофиксацияэкспериментальногоисследованияБезопасность участниковэкспериментальногоисследования2 шт.Разработка автора10 кг.1 шт.1 шт.1 шт.6 шт.3.3 Исследование гидравлических характеристик рукавной линииустановки пожаротушения с гидроабразивной резкойпри горизонтальной прокладкеЭксперимент для определения гидравлических характеристик проводился вАкадемии ГПС МЧС России.

Для проведения экспериментального исследованиябыла собрана схема, представленная на рисунке 3.10.Рисунок 3.10 – Схема проведения экспериментального исследования:1 – пожарная автоцистерна с установкой пожаротушения; 2 – рукавная линия длиной 80 м;3 – ствол установки; 4 – рукавные вставки с преобразователями давления; 5 – регистратортехнологический многоканальный РТМ 59; 6 – соединительные кабельные линии103В целях экспериментального исследования были произведены прямыеизмерения величин: длина рукавной линии l, внешний диаметр рукава d,избыточное давление P1 и P2.Фиксация значений избыточного давления перед входом в рукавную линиюP1 производилась непосредственно у выхода из насоса установки пожаротушения,установленной на пожарном автомобиле (рисунок 3.11).Рисунок 3.11 – Рукавная вставка для измерения избыточного давленияперед входом в рукавную линиюВторая рукавная вставка устанавливалась в конце исследуемого участка,соединяясь рукавом высокого давления со стволом установки, опущенным вспециальный резервуар для слива отработанного огнетушащего вещества.Первоначальная серия экспериментов проводилась с рукавной линией,проложенной прямолинейно, для получения массива данных по гидравлическимпотерям напора на участке рукавной линии 80 м по воде и смеси воды и абразива.После этого линию изогнули под углом 90° для образования местногосопротивления и провели серию экспериментов.

Результаты эксперимента104показали, что при высоком давлении линия расправляется и в результате опять жевысокого давления и большой скорости потока местное сопротивление в видеизгиба линии под углом 90° не оказывает влияние на потери напора. Проведенныеисследования с углами изгиба линии 180° и 270° привели к такому же результату.В связи с этим было принято решение осуществить подачу огнетушащихвеществ в условиях, приближенных к рабочим условиям на пожаре, где припрокладке рукавной линии образуется множество изгибов линии (рисунок 3.12).Рисунок 3.12 – Оценка влияния кривизны рукавной линиина гидравлические потери напораРезультаты,исследованияпополученныеоценкевходепроведениягидравлическихэкспериментальногохарактеристикустановкипожаротушения с гидроабразивной резкой при горизонтальной прокладкерукавной линии, представлены в таблице 3.2.105Таблица 3.2 – Полученные экспериментальные данныеВид ОТВВид прокладкиВодаГоризонтальная,прямолинейнаяАбразивГоризонтальная,прямолинейнаяДавление навходе, МПа32,68732,68432,67632,6332,61232,55132,58232,50232,36632,37732,3832,44232,50832,57832,64632,65232,64932,66832,61832,62132,46932,45332,532,42232,41332,51132,57932,65732,61332,06732,44132,87833,19333,43633,39233,35133,30633,33633,42633,43333,46933,46732,69632,83133,119Давление навыходе, МПа30,11330,16730,15730,12630,11430,07230,05129,94829,85329,85629,85829,91129,98730,05430,11730,12130,11930,15430,11630,10429,96229,95429,89129,89929,90729,98730,04830,11230,09629,51929,84330,37430,60530,81530,75630,7230,69930,73330,8330,84230,88630,930,16730,24430,518 Р, МПа2,5742,5172,5192,5042,4982,4792,5312,5542,5132,5212,5222,5312,5212,5242,5292,5312,532,5142,5022,5172,5072,4992,6092,5232,5062,5242,5312,5452,5172,5482,5982,5042,5882,6212,6362,6312,6072,6032,5962,5912,5832,5672,5292,5872,601106Продолжение таблицы 3.2Вид ОТВВид прокладкиВодаГоризонтальная,криволинейнаяАбразивГоризонтальная,криволинейнаяДавление навходе, МПа33,29733,20733,30333,2733,24832,39532,50432,48532,57832,55632,48132,43832,45332,48432,47932,50232,49532,46232,50432,53232,51132,50732,51132,52132,49332,40432,34432,42632,38832,42532,4732,50933,20433,30733,35533,44533,51633,31133,28133,28633,22533,32733,40933,40933,21733,22533,335Давление навыходе, МПа30,72430,72930,71930,68830,6729,87829,97329,97530,05730,03729,94929,92429,93329,9529,94229,97329,96429,93829,97329,9929,97429,96329,9729,97829,95429,87229,81229,90329,86929,91629,95429,97830,61730,71430,75630,84230,9230,72430,68730,67230,60530,71330,80230,79830,61930,62430,714 Р, МПа2,5732,4782,5842,5822,5782,5172,5312,512,5212,5192,5322,5142,522,5342,5372,5292,5312,5242,5312,5422,5372,5442,5412,5432,5392,5322,5322,5232,5192,5092,5162,5312,5872,5932,5992,6032,5962,5872,5942,6142,622,6142,6072,6112,5982,6012,621107Продолжение таблицы 3.2Вид ОТВВид прокладкиДавление навходе, МПа33,42533,42333,32133,35733,41333,279Давление навыходе, МПа30,83130,81230,72430,73630,78430,698 Р, МПа2,5942,6112,5972,6212,6292,581Как было ранее установлено, потери напора в двухфазных системах состоятиз потерь напора по воде и дополнительных потерь, затрачиваемых натранспортировку абразивного материала.

В связи с этим основной задачейявляется определение потерь напора по воде и установление характеризующих еефакторов.Потери напора по воде при установившемся потоке определяются поформуле Дарси–Вейсбаха (3.2).l v2hл    .d 2gАнализируя формулу Дарси–Вейсбаха можно заключить, что потери напораво многом зависят от скорости потока и коэффициента гидравлическоготрения  .Ранее считалось, что  является величиной постоянной, но позже былоустановлено, что она зависит от шероховатости поверхности и числа Рейнольдса,которые в свою очередь зависят от скорости потока и его физических свойств.Выбор существующей формулы для расчета коэффициента гидравлическоготрения зависит от числа Рейнольдса, которое рассчитывается по формуле:Re vd,(3.9)где v – скорость потока, м/с; d – внутренний диаметр трубопровода, м; – коэффициент кинематической вязкости воды, м2/с.108Расчет гидравлических потерь напора по формуле Дарси–Вейсбаха винженерной гидравлике производится в основном для трубопроводов, у которыхв результате возникающего давления значения длины участка l и его внутреннегодиаметра d являются величинами постоянными.

В системах же пожаротушения сгидроабразивной резкой используется гибкий рукав, обладающий возможностьюработы с абразивными средами, который может изменяться в размерах привысоком давлении. При подаче огнетушащих веществ наружный диаметр рукаваувеличивается с 21,1 мм до 21,3 мм.В связи с этим, изменение абсолютной шероховатости внутреннейповерхности рукава Ra и изменение внутреннего диаметра рукава d при рабочемдавлении в 30 МПа практическим путем определить невозможно, отсутствуетэкспериментальная база.Необходимо также учесть, что на изменение шероховатости внутреннейповерхности рукава влияет и воздействие абразивного материала, которыйвзаимодействует со стенками рукава и изменяет ее.Таким образом с практической точки зрения выгоднее применятьэкспериментальные методы исследования потерь напора при подаче огнетушащихвеществ.

Характеристики

Список файлов диссертации