М.2.1 Для проведения расчета необходимо знать:
- количество трубопроводов п, расположенных ниже уровня горючей жидкости в аппарате, и площадь их поперечного сечения s, м2;
- площадь поперечного сечения аппарата Fa, м2;
- высоту уровня жидкости над трубопроводами Н, м;
- высоту борта поддона L, м;
- интенсивность орошения водой, подаваемой из установок пожаротушения, площади поддона I, кг/(м2 · с);
- скорость выгорания горючей жидкости W, кг/(м2 · с);
- избыточное давление в аппарате над поверхностью жидкости р, Н/м2.
Целью расчета является выбор площади поддона F п, м2, и расчет площади сливного отверстия f м2.
М.2.2 По заданным исходным данным определить начальные расходы Qi, м3/с, жидкости из аппарата через отверстия, равные сечению трубопроводов, расположенных на аппарате, по формуле
где ji = 0,65 — коэффициент истечения жидкости через отверстие;
si — площадь сечения i -го трубопровода;
g— ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2;
Нi — высота уровня жидкости над i -м трубопроводом.
М.2.3 По наибольшему из вычисленных начальных расходов Qм выбрать площадь отверстия в аппарате о- и высоту уровня жидкости над ним Н 0.
М.2.4 Из конструктивных соображений выбрать площадь поддона Fп, м2.
М.2.5 Определить т
, (M.2)
где hmax = 0,8L — максимально допустимый уровень жидкости в поддоне.
М.2.6 Вычислить объем жидкости, поступающей в поддон в единицу времени от установки пожаротушения (с учетом выгорания горючей жидкости) Q 0, м3/с, по формуле
, (М.3)
где r — плотность огнетушащей жидкости, кг/м3.
При отсутствии данных по скорости выгорания W сследует положить равной нулю.
М.2.7 Если т < 1, то площадь сливного отверстия определить по формуле
. (М.4)
M.2.8 При т ³ 1 порядок расчета f следующий:
М.2.8.1 Определить напор, создаваемый сжатыми газами в аппарате
, (М.5)
где r — плотность воды, кг/м3.
М.2.8.2 Вычислить значение параметра
(М.6)
где Qmax - максимальный расход жидкости из аппарата, определяемый по М.2.2.
М.2.8.3 По b с помощью таблицы М.1 необходимо найти а. Если данных таблицы М.1 для определения а недостаточно, то а определяют путем решения системы уравнений
(М.7)
Таблица M.1— Зависимость параметра а от b
а | b | а | b | а | b | а | b |
0,000 | 0,000 | 0,990 | 0,993 | 3,107 | 1,901 | 14,999 | 3,408 |
0,071 | 0,106 | 1,000 | 1,000 | 3,418 | 1,987 | 16,573 | 3,506 |
0,170 | 0,241 | 1,045 | 1,030 | 3,762 | 2,075 | 18,313 | 3,605 |
0,268 | 0,361 | 1,081 | 1,053 | 4,144 | 2,164 | 20,236 | 3,705 |
0,362 | 0,467 | 1,185 | 1,117 | 4,568 | 2,255 | 22,362 | 3,804 |
0,454 | 0,560 | 1,255 | 1,158 | 5,037 | 2,347 | 24,711 | 3,903 |
0,540 | 0,642 | 1,337 | 1,205 | 5,557 | 2,440 | 27,308 | 4,003 |
0,622 | 0,714 | 1,433 | 1,256 | 6,132 | 2,534 | 30,178 | 4,102 |
0,697 | 0,777 | 1,543 | 1,313 | 6,769 | 2,628 | 33,351 | 4,219 |
0,765 | 0,831 | 1,668 | 1,374 | 7,473 | 2,725 | 36,857 | 4,302 |
0,853 | 0,877 | 1,810 | 1,439 | 8,253 | 2,821 | 40,732 | 4,401 |
0,876 | 0,915 | 1,971 | 1,509 | 9,115 | 2,918 | 45,014 | 4,501 |
0,921 | 0,946 | 2,151 | 1,581 | 10,068 | 3,015 | 54,978 | 4,701 |
0,955 | 0,970 | 2,352 | 1,657 | 11,121 | 3,113 | 67,148 | 4,901 |
0,980 | 0,980 | 2,575 | 1,736 | 12,287 | 3,211 | 74,210 | 5,000 |
0,986 | 0,986 | 2,828 | 1,817 | 13,575 | 3,309 |
M.2.8.4 Рассчитать f м3, по формуле
. (М.8)
М.2.9 Выбрать сечение отходящих от поддона трубопроводов f т из условия f т > f.
Пример
Данные для расчета
В производственном помещении вертикально установлен цилиндрический аппарат диаметром 1,5 м и заполнен толуолом. Аппарат имеет четыре патрубка. Сечения патрубков и высоты уровней жидкости над ними представлены в таблице М.2.
Таблица М.2
Номер патрубка | Hi, м | si, м2 | Номер патрубка | Hi, м | si, м2 |
1,0 2,5 | 3,1 · 10-3 0,5 · 10-3 | 4,0 6,0 | 1,13 · 10-2 0,785 · 10-2 |
Нормативная интенсивность подачи воды от системы пожаротушения равна 0,5 кг/(м2 · с). Скорость выгорания толуола W = 3,47 · 10-2 кг/(м2 · с). Давление в аппарате равно атмосферному. Предполагается под аппаратом установить поддон с высотой борта L = 0,3 м. Необходимо определить площадь поддона F пи площадь сливного отверстия f
Расчет
Определим начальные расходы жидкости через патрубки N1—N4.
Q1 = js1 = 0,65 · 3,1 · 10-3 = 8,93 · 10-3 м3/с;
Q2 = 0,65 · 0,5 · 10-3 = 2,28 · 10-3 м3/с;
Q3 = 0,65 · 1,13 · 10-2 = 6,5 · 10-2 м3/с;
Q4 = 0,65 · 0,785 · 10-2 = 5,54 · 10-2 м3/с;
Максимальный расход жидкости осуществляется через патрубок N3, поэтому для дальнейшего расчета принимаем
Q max = 6,5 · 10-2 м3/с, s = 1,13 · 10-2 м2, Н 0 = 4 м.
Рассчитаем площадь поперечного сечения аппарата
Fа =p D 2 / 4 = p 1,54/ 4 = 1,77 м2,
и, принимая сторону квадратного поддона большей на 1 м диаметра аппарата, найдем площадь поддона
F п = (D + 1)2 = 6,25 м2.
Определим т
Так как т > 1, дальнейший расчет проводим по М.2.8. Вычислим с учетом скорости выгорания толуола объем воды, поступающий в поддон в единицу времени
м3/c
Так как Р = 0, то напор, создаваемый сжатыми газами над поверхностью жидкости Нр = 0. Определим b:
По таблице М.1 находим а = 0,75.
Рассчитаем площадь сливного отверстия f
м2.
ПРИЛОЖЕНИЕ Н
(рекомендуемое)