0 30 60 90

0, град

Рис. 81. Зависимость абсциссы огибающей кривой компактной части струи от угла наклона и напора па входе в насадок диаметром 22 мм (цифры на кривых - напор)

10 ?0 30 йов.грзд

Рис. 82. Зависимость ординаты огибающей кривой компактной части струи от угла наклона и напора на входе в насадок диаметром 22 мм (цифры иа кривых - напор)

7150 22-бо 201-70

18 180 ]б[90

19 ШО 12 -по

12 W 16 18 20 22 21 2sd,MM

Рис. 83. Зависимость параметров огибающей кривой траекторий пожарных струй от диаметра насадка ствола

симости х=/2(в2) И i/=f, (62) (рис. 81 и 82), автором иа ЭЦВМ получены зависимости следующего вида: абсцисса (длина) огибающей кривой

х = ВН iQ ехр [-(x-fvW)]e;

ордината (высота) огибающей кривой (/=Л "вехр [-(P-f5 )]e,

пе Н -напор перед насадком; 6 - угол наклона ствола к горн.ин1ту, град.; А а В и б -параметры высоты струи, определяемые экспериментально; g J • „ V - параметры длины струи, определяемые экспериментально.

Анализ результатов показывает, что параметры струи зависят от диаметра отверстия истечения насадка ствола, его конструкции и чистоты обработки внутренней поверхности. Зависимость этих параметров от диаметра насадка стволов показана на рис. 83. При тущении пожаров применяют не раздробленную, а компактную часть сплошной струи, которая удовлетворяет определенным требованиям. Для расчета противопожарных струй необходимо знать также и огибающую кривую компактной части струи.

Компактная часть струи

Для разграничения компактной и раздробленной части струи Фриман определил компактную струю как такую, которая не теряет своей сплопшости и не превращается целиком в «дождь» капель. В то же время эта струя должна нести не менее /ш всего количества воды в круге диаметром 0,38 м и потока воды в круге диаметром 0,25 м. Вместе с этим струя не должна разру-пшться при слабом ветре и обладать достаточной силой для орошения стен и потолка помещения. Как видно, это определение условно н основано на практических соображениях применения пожарных струп, создаваемых стволами с насадками диаметром 25-38 мм. Такое определение компактности непригодно для оценки струй, получаемых из лафетных стволов больпюй производительности и пожарных стволов с насадками диаметром 13-22 мм, поэтому Н. А. Тарасовым-Агалаковым была введена иная характеристика для оценки компактности струй лафетных стволов. В частности, за компактную часть струи была принята такая ее часть, которая несла основную массу воды в круге диаметром 125 м.м. Результаты экспериментальных исследований величины компактной части струи можно положить в основу расчета исходя из нодачи воды на соответствующие рас-

По наблюде1Н1ям Фримаиа, при ветре со скоростью около 4,5 м/с дальность боя струй уменьшалась примерно на 40 % из-за относа в сторону капель в раздробленной части струи.

»♦ Зак. 179

стояние и высоту. Таким образом, в большинстве случаев определяющим является радиус действия компактной части струи, по которому устанавливают остальные расчетные данные (диаметр иасадка, требуемый напор и расход воды). По-Рнс. 84, Схема огибающих [щтие компактной части кривых пожарных струй тпуп дает ЛИШЬ качествен-

i.rriiJ- "Ую опенку струй, получае-

"кошшкт..ых струй МЫХ ИЗ ТОГО ИЛИ ИНОГО СТВО-

ла, поэтому для характеристики струй пользуются понятием радиуса действия компактной части струи Rk, представляющим собой расстояние от насадка до окончания компактной части струи.

На основании опытных данных получена зависимость высоты вертикальной компактной части струи от высоты вертикальной раздробленной струи S, которая выражается эмпирической формулой

S=4j?„, (71)

где it"»l,194-80(0,01

Высота компактной части струи (на основании приведенных выше формул) может быть представлена в виде эмпирической формулы

/?„=К(Я-10)/( 4-10)+0,08Я-Ь5,7. (72)

Используя формулы (71) и (72), В. Г. Лобачев получил табл. 20, с помощью которой можно установить зависимость между напором, расходом н высотой как раздробленной, так и компактной струи.

В табл. 21 приведены зависимости радиуса действия компактных струй, получаемых из лафетных стволов с диаметрами насадков 28-50 мм (при угле наклона 30°), от напора и расхода.

При тушении пожаров применяют струи с различ-ны.м углом наклона. Буде.м, как и в случае сплоптых струй, изменять угол наклона ствола (при постоянном напоре), тогда крайняя точка компактной части струи опишет огибающую кривую компактной части струи (рис. 84). Линия, соединяющая насадок с любой точкой огибающей кривой (например, с точкой А), представ-

а =(

и а о.

>>

а о.

S. X

ta в со

га Я S

«с -

52£

я -н ч S

Г-.,-нСО .J.OOCOtCSOOCOOiCCvlOOO

<о «-» 2 55

10 ю

сч о>

;n C-J о1 CN со

Ю Ю Ю Ю lO ю ю

со оо о - - - -

-ч ох СН

Ю Ю lO ю ю ю ю

О) 00 ю Ю Ю

со ю оо о со о го сч со to

ЮЮ10<:0<С<1С(оосоа:СГ; С;

Ю LO ю ю

О) го го Ч-

о ю Jo

00 ol-JftOOO - rOtOOiCNtO

Ю Ю Ю Ю Ю ьО

£эa5 см-<хэоо сою

CNCNCMCOCOCOCOCO- --

1- C4CiojCNC0<--iO<:o

cMco-io<otoooO-*(JcoтJloo-

ю ю

<:OtooO>- т<:ОсоОСЧЮ(0<

, z:;(McNi>j(M)c5corocoTt"Tt"

Таблица 21. Зависимость радиуса действия компактной струи Rk (при наклоне 30°) от напора

ляет собой радиус действия компактной части струи Rc под углом р.

Для стволов с диаметром насадка до 28 мм огибающая кривая компактной части струи близка к окружности и радиус действия компактной части струи мало зависит от угла наклона. При наклоне ствола в 90° радиус действия струи равен высоте вертикальной сплошной струи. При решении практических задач необходимо определить расстояние от насадка до какой-либо точки (например, точки В) (см. рис. 84) и угол наклона р радиуса сплошной струи Rc к горизонту. При это.м следует иметь в виду, что угол р меньше, чем а-угол наклона ствола. Поскольку задача расчета сводится к определению диаметра насадка, напора и расхода воды для создания водяной струи, достигающей заданной точки В, то основными исходными данными для расчета будет радиус сплошной части струи Rc и угол наклона р.

Зависимость между высотой сплошной струи 5 н радиусом сплошной струн Rc на основании приведенных выше данных можно представить п виде формулы

Rc=fS,

где / - коэффициент, характеризующий радиус сплошной струи в зависимости от угла р.

Ниже Приведены значения коэффициента /:

Э, град......... 90 75 60 45 30 15 О

/............ 1 1,03 1.07 1,12 1,2 1,3 1,4

Рабочие пожарные струи

При решении вопроса о выборе рабочей иожарной струи В. Г. Лобачёвым был использован метод экспертной оценки. Для этого были опрошены более деснти опытных пожарных работников (со стажем свыше 15 лет), каждый из которых указал наиболее приемлемый диаметр насадка н напор перед ним. Обработка УТИХ данных показала, что мнения большей части опрошенных совпали. Это и послужило основанием для характеристики рабочих пожарных струй, которая приведена ниже.

Диаметр иасадка, мм.......... 16 19 22 25 -

Напор, м................ 32 7 25.5 24,5

Расход, л,с...............5,1 6.5 8,5 1(>,8

Радиус действия, м........... 18 17 17 17

Этот экспсрн.\1спт показал, что рабочей является струя радиусом действия компактной части 17 м. Таким образом был определен низший предел напора рабочих пожарных струн.

Давление пожарных струй на орошаемую поверхность

Рассмотрим удар струи о поверхность, принимая направление действия струи нормальным. После удара струя подразделяется на два потока, направленных вдоль поверхности. Силу удара определяют исходя из условия равенства импульса силы в направлении движения струн изменению количества движения. Импульс силы удара за момент времени dx равен Pdx, где Р - сила удара струи. Приращение количества движения за тот же промежуток времени в направлении движения струи при изменении скорости от V до О равно:

/71V=pqdzV= рш V4z,

где m - масса воды, поступающей за время dx; (/-ши - расход воды; м - площадь поперечного сечения струн.

Силу удара получаем из уравнения количества движения:

P = pwF = p9V. (73)

Удельную силу удара находим из уравнения (7.3) p=-PJ<o=pV=2pgVy(2g).