Brandslangekoefficienter forklaret: Friktionstabsværdier og reelt pumpetryk

To pumpeoperatører ankommer til den samme tre-etagers bygning og strømmer den samme dyse i samme indstilling. Den ene holder omkring 50 psi mere på afladningsmåleren, og ingen af ​​dem kan forklare hvorfor. Det meste af tiden er svaret ikke pumpen og ikke motoren. Det er slangen, og specifikt den koefficient, der er tildelt den.

Her er konklusionen først. En brandslangekoefficient er et enkelt tal, der beskriver, hvor meget tryk en 100 fods sektion af slange forbruger, når vandet bevæger sig gennem den med 100 gallons i minuttet. Gang dette tal med kvadratet af flowet og med længden i hundredvis af fod, og du har friktionstabet. Hvert diagram, feltgenvej og argument om 1,75 tommer versus 2 tommer angrebslinjer vokser ud af det ene forhold.

Den praktiske konsekvens er enkel. Hvis du ikke kender koefficienten for den slange, du rent faktisk bærer, gætter du på pumpetrykket. Det gæt holder indtil linen bliver lang, flowet går op, eller slangen bliver gammel.

Hvad en slangekoefficient faktisk fortæller dig

Friktionstabsformlen, der bruges på tværs af nordamerikanske brandvæsen, er kort nok til at huske. FL er lig med C ganget med Q i anden omgang ganget med L. FL er friktionstab i psi. Q er flow i hundredvis af gallons i minuttet, så 250 gpm bliver til 2,5. L er længde i hundredvis af fod, så 200 fod bliver til 2. C er koefficienten, og det er det eneste udtryk i ligningen, der beskriver selve slangen i stedet for, hvordan du bruger den.

Det betyder noget, fordi flow og længde bestemmes ved pumpepanelet, mens koefficienten er en egenskab ved den slange, der sidder i sengen. Den bærer den indvendige diameter, foringens tilstand, ruheden af ​​jakken, der presser mod vandet, og den turbulens, der skabes ved hver bøjning og kobling langs linjen.

To linjer begge mærket 2,5 tommer kan bære forskellige koefficienter. Ny gummiforet slange og femten år gammel slange af samme nominelle størrelse opfører sig ikke ens, selv når trykket på jakken er identisk.

Standardkoefficientværdier efter slangestørrelse

Det meste træningsmateriale i USA bruger værdierne udgivet af IFSTA og National Fire Academy. De er et fornuftigt udgangspunkt, og de er citeret bredt nok til, at alle på ildstedet arbejder ud fra de samme numre.

De sidste to kolonner viser, hvad koefficienten gør i praksis. Fordobling af flow fordobler ikke tabet, det ganges det med fire, fordi Q er kvadreret. En 2 tommer linje ved 200 gpm taber 32 psi pr. hundrede fod, mens den samme linje ved 100 gpm kun taber 8 psi.

Et udført eksempel, du kan gentage på ildstedet

Tag 200 fod af 2 tommer slange, der flyder 250 gpm. Q er 2,5, L er 2, og C er 8.

FL er lig med 8 x 2,5 x 2,5 x 2, hvilket svarer til 100 psi.

Tilføj nu resten af ​​systemet. En tågedyse vurderet til 100 psi har brug for 100 psi ved spidsen. Ti fods højde koster omkring 4,3 psi, så en tredje sals dyse tilføjer omkring 13 psi. En wye eller en distributør tilføjer yderligere 10 til 25 psi afhængigt af apparatet og flowet.

Pumpens afgangstryk er lig med 100 plus 100 plus 13 plus 10 eller 223 psi.

Skift til 2,5 tommer slange og aritmetikken ændres fuldstændigt. De samme 250 gpm over de samme 200 fod taber 2 x 6,25 x 2 eller 25 psi. Det er en besparelse på 75 psi på én linje, og det er hele sagen for slanger med stor diameter i en enkelt beregning.

Hvor koefficienten begynder at glide

Udgivne tabeller antager ny, ren, fuldt foret slange. Feltslange er anderledes, og flere faktorer presser reelt tab over tabelværdien.

• Slangens alder og foringstilstand. Foringsadskillelse, meldug og slid øger alle den effektive ruhed. En straf på tyve procent på en ældre 1,75 tommer linje er ikke usædvanligt.
• Faktisk indvendig diameter. Nominelle størrelser er omtrentlige, og tryktab skalerer nogenlunde med det omvendte af den femte potens af diameter, så en lidt underdimensioneret slange koster mere, end de fleste operatører forventer.
• Vandtemperatur. Koldt vand er mere tyktflydende og tager et par ekstra psi på en lang linje.
• Layout. Bøjninger, snævre bøjninger rundt om hjørner og slange klemt under en dør opfører sig som ekstra længde, der aldrig viser sig i din måling.

Forbindelsespunkter fortjener deres egen note. En korrekt tilpasset kobling tilføjer et lille lokalt tab, og en samling samlet med en snoet pakning eller et delvist siddende hoved tilføjer betydeligt mere. En foldet pakning læser på måleren som et koefficientproblem, selv når selve slangen er fin. Korrekt montering er dækket i denne vejledning til hvordan en brandslangesamling skal tilsluttes .

Hvordan koblinger, adaptere og apparater tilføjer skjulte tab

Hver enhed mellem pumpen og dysen har sit eget tab, og koefficientmetoden inkluderer det ikke. Tabellen beskriver slangen. Det siger intet om hardwaren skruet på enderne.

Adaptere forårsager flest overraskelser. At flytte fra en national standard til en anden, for eksempel at køre en Storz-linje ind i en Machino-indgang, kræver en adapter med sin egen interne geometri. En god adapter er kort, glat og fuld boring. En stakkel træder ned i tværsnittet, og det trin opfører sig som en længde af mindre slange. På en 500 gpm forsyningsledning kan en adapter, der indsnævrer boringen med en kvart tomme, koste mere tryk end 50 fod af den slange, den er fastgjort til.

Den praktiske regel er at vælge en adapter, hvis boring passer til den mindste af de to slanger, og undgå at stable to adaptere, hvor den ene vil gøre det.

Storz Adapter Koblinger – Han Machino til Standard Interface Konvertering Han Machino adapterkoblinger forbinder eller konverterer mellem monteringsstandarder; vælg boringen til den mindre slange og undgå at stable adaptere, hvor en vil være tilstrækkelig. Se produkt →

Feltregler, der holder matematikken ærlig

Når først koefficientideen er klar, dækker en håndfuld regler de fleste virkelige situationer.

1. Skriv summen ud. Pumpens afgangstryk er lig med dysetryk plus friktionstab plus elevation plus apparattab. En manglende term er den mest almindelige årsag til en svag strøm.
2. Respekter pladsen. Enhver ændring i flow flytter friktionstabet med kvadratet af forholdet. At hæve en linje fra 150 til 200 gpm øger tabet med omkring 78 procent.
3. Del parallelle linjer, før du regner. To ens siamesed linjer bærer hver halvdelen af ​​det totale flow, og hver mister en fjerdedel af det tryk, en enkelt linje med det fulde flow ville miste.
4. Hold en arbejdskoefficient for hver slangetype i dit lager, ikke kun for hver størrelse.
5. Genberegn efter enhver hardwareændring. Et nyt apparat, dyse eller adapter ændrer systemet, ikke kun slangen.

Dysevalg hører hjemme i denne aritmetik, fordi dysen indstiller flowet. En dyse, der er let at overpumpe, eller en der lader en operatør ændre flow uden at fortælle det til nogen ved panelet, flytter friktionstabsperioden mere end nogen anden enkelt beslutning. Justerbare mønstre med tydeligt markerede flowindstillinger fjerner det meste af den tvetydighed.

Justerbar dyse-Storz brandslukningsdyse med flowkontrol og sprøjtemønstre Brandsluknings justerbar dyse tilbyder flere sprøjtemønstre, hurtig on/off ventil, rekylfri brug og multi-interface kompatibilitet; markerede flowindstillinger hjælper med at reducere panelets uklarhed. Se produkt →

Hardware, der holder koefficientmatematik forudsigelig

Der er en grænse for, hvor meget af dette du kan fikse fra pumpepanelet. Resten skal indbygges i hardwaren, og det er her, borekontrol og fremstillingstolerance tjener deres hold.

En kobling, der holder en ægte fuld boring, har en jævn indvendig overgang og tager en pakning, der sidder uden foldning, giver et tab tæt på den teoretiske værdi for dens diameter. En kobling, der er underdimensioneret, ude af rund eller udstyret med en grov støbning tilføjer trykfald, som intet diagram vil forudsige.

Det er også derfor, at standardiserede koblingsfamilier betyder noget. Et Storz-hoved, en Machino-kobling, et NH-gevind eller en John Morris-kobling har hver en defineret boring og profil, så en ingeniør kan beregne systemet og forvente, at hardwaren passer til beregningen. Blanding af standarder er nogle gange uundgåelig, men det bør gøres med en specialbygget adapter i stedet for en stak improviserede fittings.

På forsynings- og relæledninger med stor diameter dominerer koefficientleddet hele pumpetrykberegningen, så forskellen mellem en velbearbejdet kobling og en marginal viser sig direkte på måleren. Hvis trykfald på den slags ledning er bekymringen, er det det værd taler layoutet igennem med leverandøren før ordren frem for efter den første øvelse.

Stor Storz brandslangekobling til forsynings- og relæledninger Stor Storz-kobling til forsynings- og relæledninger; takket eller ribbet udstødningsrør, DIN-størrelser til 12 tommer, tilpassede materialer og trykklassificeringer. Se produkt →

Brandslangekoefficienter er ikke komplicerede. De er et tal pr. slangetype, påført gennem en formel med tre udtryk. Det, der kræver erfaring, er at vide, hvornår det tal holder op med at være sandt, hvilket normalt er, når slangen er gammel, diameteren ikke er, hvad jakken påstår, eller hardwaren mellem pumpe og dyse begrænser stille og roligt flow.

Få den rigtige koefficient for den slange, du faktisk bærer, tilføj dyse, elevation og apparatudtryk ærligt, og pumpetrykket er ikke længere et gæt. Måleren vil stadig overraske dig af og til, men den vil overraske dig af en grund, du kan finde.